   Son aquellas reacciones químicas que
    ocurren con transferencia de electrones
    entre las especies intervinientes
 El concepto de estados de oxidación
  (llamados en ocasiones números de
  oxidación) permite saber qué ocurre
  con los electrones en las reacciones de
  óxido-reducción asignando cargas a los
  diversos átomos de un compuesto.
 En ocasiones estas cargas son
  aparentes.
   1. El estado de oxidación de un átomo en un estado puro es 0.
   2. El estado de oxidación de un Ion monoatómico es igual a su
    carga.
   3. Al oxigeno se le asigna un estado de oxidación de -2 en la
    mayoría de los compuestos covalentes. Una excepción importante
    son los peróxidos (compuestos que contienen el grupo O2 con
    carga -2) en los cuales se asigna a cada oxigeno un estado de
    oxidación de -1.
   4. En compuestos covalentes con no metales se asigna al
    hidrógeno un estado de oxidación de +1.
   5. En compuestos binarios, al elemento con mayor
    electronegatividad se le asigna un estado de oxidación negativo
    igual a la carga de su anión en compuestos iónicos.
   6. En compuestos neutros, desde el punto de vista eléctrico la suma
    de los estados de oxidación debe ser igual a cero.
   7. Para una especie iónica, la suma de los estados de oxidación
    debe ser igual a la carga total.
   Asigne estados de oxidación a todos los átomos de las siguientes moléculas o iones.
        a. CO2        b. SF6            c. NO3-

   Solución:

   a. En este caso se aplica la regla 3: se asigna al oxígeno un estado de oxidación de -2. Se
    determina el estado de oxidación del carbono recordando que como CO2 es neutro la suma de los
    estados de oxidación del oxígeno y el carbono debe ser igual a cero (regla 6). Cada oxigeno es -2
    y hay dos átomos, por lo que hay que asignar al átomo de carbono un estado de oxidación de +4.
    Verificación: +4 + 2x(-2) = 0

   b. Como el flúor tiene mayor electronegatividad se le asigna primero el estado de oxidación. Su
    carga como anión siempre es -1 por lo que se asigna este valor como estado de oxidación a cada
    átomo de flúor (regla 5). A continuación se asigna al azufre un estado de oxi dación de + 6 para
    balancear el total de -6 de los seis átomos de flúor (regla 7).
    Verificación: +6 + 6(-l) O

   c. El oxígeno tiene mayor electronegatividad que el nitrógeno por lo que se le asigna el estado de
    oxidación de -2 (regla 5). Como la carga total de NO3- es -1 y la suma de los estados de
    oxidación de los tres oxígenos es -6 el nitrógeno debe tener estado de oxidación de +5.
    Verificación: +5 + 3(-2) = -1
   Lo anterior es correcto, ya que NO3- tiene carga -1.
 La sustancia que cede electrones, se
  oxida. (aumenta su estado de
  oxidación)
 La sustancia que gana electrones, se
  reduce. (disminuye su estado de
  oxidación)
   Las oxidaciones y reducciones ocurren
    de manera concertada y simultánea
    pero es conveniente para describir la
    transferencia de electrones
    considerarlas en mitades – llamadas
    semirreacciones - una de oxidación y la
    otra de reducción. Por ejemplo la
    oxidación del ion ferroso por
    el ion cúprico
 Fe2+ + Cu2+ → Fe3+ + Cu+
  Puede ser descrita en términos de dos
      mitades o semirreacciones:

 SEMIRREACCIÓN DE OXIDACIÓN
          Fe2+ → Fe3+ + e-
SEMIRREACCIÓN DE REDUCCIÓN
          Cu2+ + e- → Cu+
   1.- Si la ecuación está en forma molecular pasarla a forma iónica. Aquí hay que tener
    en cuenta que los elementos libres, los óxidos, el H2O y el H2O2 no se disocian, sólo se
    disocian los electrolitos (ácidos, bases y sales).


   Ilustraremos todos los pasos con el siguiente ejemplo:

         I2 + HNO3        →       HIO3         +   NO      +   H 2O       (Molecular)


    Se pasa a forma iónica;

         I2 + H+NO3-        →       H+lO3-         +    NO     +     H2O (Iónica)


   2.- Se escribe por separado cada una de las semirreacciones parciales del agente
    oxidante y el agente reductor.

                                          I2           →           lO3-

                                          NO3-             →          NO

   3.- Se balancea por tanteo los átomos distintos de H y O :

                                          I2           →           2lO3-

                                          NO3-         →              NO

   4.- Igualar los átomos de oxígenos agregando moléculas de H2O en el lugar donde
    haya menor número de átomos de oxígeno:

          I2        + 6H2O    →           2lO3-

                       NO3-   →       NO + 2 H2O

   5.- Igualar los átomos de hidrógenos H+ (iones hidrógenos) donde falta hidrógeno.

               I2    + 6H2O       →         2lO3-     + 12H+

            NO3- + 4H+         →       NO + 2H2O
   6.- Contar la carga total en ambos lados de cada semirreacción y agregar e- en el
    miembro deficiente en carga negativa (-) o que tenga exceso de carga positiva (+)


               o        o                 -2 +12 = +10 – 10 = 0
               I2    + 6H2O   →            2lO3- + 12H+ + 10 e-        (oxidación)

        -1 +4 = +3 – 3 = 0                        o        o
         NO3- + 4H+ + 3e-             →           NO + 2H2O    (reducción)
     7.- Igualar el número de e- perdidos por el agente reductor, con los e- ganados por el
      agente oxidante, multiplicando las semirreqacciones por los número mínimos
      necesario para esto.

                   3 x (I2    + 6H2O     →         2lO3-    + 12H+    + 1Oe-)

      10 x (NO3-     + 4H+      + 3e-    →         NO + 2H2O)

Ahora queda:
                      3 I2    + 18 H2O       →       6 IO3-   + 36H+    + 30 e-


        10NO3-       + 40 H+      + 30 e - →         10 NO + 20 H2O


     8.- Súmese las dos medias reacciones cancelando cualquier cantidad de e-, H+, OH- o
      H2O que aparezca en ambos lados, con lo cual se obtendrá la ecuación finalmente
      balanceada.

                   3 I2      + 18 H2O    →         6 IO3-   + 36H+    + 30 e

       10 NO3- + 40 H+ + 30 e-           →          10 NO + 20 H2O
    Al sumar ambas queda:

       3I2 + 10NO3- +           4H+      →       6IO3-     + 10NO +     2H2O
   Agente Oxidante: Es la sustancia que se reduce (gana e-) provocando la oxidación de
    otra especie.


     Ejemplo:     NO3-       + 2H+       +       e-    →         NO2     + H 2O     (Reducción)

                                N+5          +    e-    →        N+4                  (Reducción)


   Agente Reductor: Es la sustancia que se oxida (pierde e-) provocando la reducción de
    otra especie.


     Ejemplo:     C      +    2H2O           →         C2O   + 4H+ +      4e-     (Oxidación)

                                     C       →         C+4   +     4e-             (Oxidación)
Prof. Angela SANTANA

Reacciones redox

  • 2.
    Son aquellas reacciones químicas que ocurren con transferencia de electrones entre las especies intervinientes
  • 3.
     El conceptode estados de oxidación (llamados en ocasiones números de oxidación) permite saber qué ocurre con los electrones en las reacciones de óxido-reducción asignando cargas a los diversos átomos de un compuesto.  En ocasiones estas cargas son aparentes.
  • 4.
    1. El estado de oxidación de un átomo en un estado puro es 0.  2. El estado de oxidación de un Ion monoatómico es igual a su carga.  3. Al oxigeno se le asigna un estado de oxidación de -2 en la mayoría de los compuestos covalentes. Una excepción importante son los peróxidos (compuestos que contienen el grupo O2 con carga -2) en los cuales se asigna a cada oxigeno un estado de oxidación de -1.  4. En compuestos covalentes con no metales se asigna al hidrógeno un estado de oxidación de +1.  5. En compuestos binarios, al elemento con mayor electronegatividad se le asigna un estado de oxidación negativo igual a la carga de su anión en compuestos iónicos.  6. En compuestos neutros, desde el punto de vista eléctrico la suma de los estados de oxidación debe ser igual a cero.  7. Para una especie iónica, la suma de los estados de oxidación debe ser igual a la carga total.
  • 5.
    Asigne estados de oxidación a todos los átomos de las siguientes moléculas o iones. a. CO2 b. SF6 c. NO3-  Solución:  a. En este caso se aplica la regla 3: se asigna al oxígeno un estado de oxidación de -2. Se determina el estado de oxidación del carbono recordando que como CO2 es neutro la suma de los estados de oxidación del oxígeno y el carbono debe ser igual a cero (regla 6). Cada oxigeno es -2 y hay dos átomos, por lo que hay que asignar al átomo de carbono un estado de oxidación de +4. Verificación: +4 + 2x(-2) = 0  b. Como el flúor tiene mayor electronegatividad se le asigna primero el estado de oxidación. Su carga como anión siempre es -1 por lo que se asigna este valor como estado de oxidación a cada átomo de flúor (regla 5). A continuación se asigna al azufre un estado de oxi dación de + 6 para balancear el total de -6 de los seis átomos de flúor (regla 7). Verificación: +6 + 6(-l) O  c. El oxígeno tiene mayor electronegatividad que el nitrógeno por lo que se le asigna el estado de oxidación de -2 (regla 5). Como la carga total de NO3- es -1 y la suma de los estados de oxidación de los tres oxígenos es -6 el nitrógeno debe tener estado de oxidación de +5. Verificación: +5 + 3(-2) = -1  Lo anterior es correcto, ya que NO3- tiene carga -1.
  • 6.
     La sustanciaque cede electrones, se oxida. (aumenta su estado de oxidación)  La sustancia que gana electrones, se reduce. (disminuye su estado de oxidación)
  • 7.
    Las oxidaciones y reducciones ocurren de manera concertada y simultánea pero es conveniente para describir la transferencia de electrones considerarlas en mitades – llamadas semirreacciones - una de oxidación y la otra de reducción. Por ejemplo la oxidación del ion ferroso por el ion cúprico
  • 8.
     Fe2+ +Cu2+ → Fe3+ + Cu+ Puede ser descrita en términos de dos mitades o semirreacciones: SEMIRREACCIÓN DE OXIDACIÓN Fe2+ → Fe3+ + e- SEMIRREACCIÓN DE REDUCCIÓN Cu2+ + e- → Cu+
  • 9.
    1.- Si la ecuación está en forma molecular pasarla a forma iónica. Aquí hay que tener en cuenta que los elementos libres, los óxidos, el H2O y el H2O2 no se disocian, sólo se disocian los electrolitos (ácidos, bases y sales).  Ilustraremos todos los pasos con el siguiente ejemplo: I2 + HNO3 → HIO3 + NO + H 2O (Molecular) Se pasa a forma iónica; I2 + H+NO3- → H+lO3- + NO + H2O (Iónica)  2.- Se escribe por separado cada una de las semirreacciones parciales del agente oxidante y el agente reductor. I2 → lO3- NO3- → NO  3.- Se balancea por tanteo los átomos distintos de H y O : I2 → 2lO3- NO3- → NO 
  • 10.
    4.- Igualar los átomos de oxígenos agregando moléculas de H2O en el lugar donde haya menor número de átomos de oxígeno: I2 + 6H2O → 2lO3- NO3- → NO + 2 H2O  5.- Igualar los átomos de hidrógenos H+ (iones hidrógenos) donde falta hidrógeno. I2 + 6H2O → 2lO3- + 12H+ NO3- + 4H+ → NO + 2H2O  6.- Contar la carga total en ambos lados de cada semirreacción y agregar e- en el miembro deficiente en carga negativa (-) o que tenga exceso de carga positiva (+) o o -2 +12 = +10 – 10 = 0 I2 + 6H2O → 2lO3- + 12H+ + 10 e- (oxidación) -1 +4 = +3 – 3 = 0 o o NO3- + 4H+ + 3e- → NO + 2H2O (reducción)
  • 11.
    7.- Igualar el número de e- perdidos por el agente reductor, con los e- ganados por el agente oxidante, multiplicando las semirreqacciones por los número mínimos necesario para esto. 3 x (I2 + 6H2O → 2lO3- + 12H+ + 1Oe-) 10 x (NO3- + 4H+ + 3e- → NO + 2H2O) Ahora queda: 3 I2 + 18 H2O → 6 IO3- + 36H+ + 30 e- 10NO3- + 40 H+ + 30 e - → 10 NO + 20 H2O  8.- Súmese las dos medias reacciones cancelando cualquier cantidad de e-, H+, OH- o H2O que aparezca en ambos lados, con lo cual se obtendrá la ecuación finalmente balanceada. 3 I2 + 18 H2O → 6 IO3- + 36H+ + 30 e 10 NO3- + 40 H+ + 30 e- → 10 NO + 20 H2O Al sumar ambas queda: 3I2 + 10NO3- + 4H+ → 6IO3- + 10NO + 2H2O
  • 12.
    Agente Oxidante: Es la sustancia que se reduce (gana e-) provocando la oxidación de otra especie. Ejemplo: NO3- + 2H+ + e- → NO2 + H 2O (Reducción) N+5 + e- → N+4 (Reducción)  Agente Reductor: Es la sustancia que se oxida (pierde e-) provocando la reducción de otra especie. Ejemplo: C + 2H2O → C2O + 4H+ + 4e- (Oxidación) C → C+4 + 4e- (Oxidación)
  • 13.