Balanceo de reacciones redox

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BALANCEO DE REACCIONES REDOX
Ocurren reacciones de oxidación –reducción (redox) cuando las sustancias que se combinan intercambian electrones. De manera simultánea, con dicho intercambio, tiene lugar una variación en el número de oxidación (estado de oxidación) de las especies químicas que reaccionan. El manejo del número de oxidación es imprescindible para el balanceo de las reacciones redox.El número de oxidación puede definirse como la carga real o virtual que tienen las especies químicas (átomos, moléculas, iones) que forman las sustancias puras. Esta carga se determina con base en la electronegatividad1 de las especies según las reglas siguientes.
1. Número de oxidación de un elemento químico
El número de oxidación de un elemento químico es de cero ya sea que este se encuentreen forma atómica o de molécula polinuclear.
.Ejemplos:
NaO, Cu0, Fe0, H20, Cl20, N20, O20, P40, S80
2. Número de oxidación de un ion monoatómico
El número de oxidación de un ion monoatómico (catión o anión) es la carga eléctrica real, positiva o negativa, que resulta de la pérdida o ganancia de electrones, respectivamente.
Ejemplos:
Cationes: Na+, Cu2+, Hg2+, Cr3+, Ag+, Fe2+, Fe3+
Aniones:F-, Br-, S2-, N3-, O2-, As3-
3. Número de oxidación del hidrógeno
El número de oxidación del hidrógeno casi siempre es de 1+, salvo en el caso de los hidruros metálicos donde es de 1–.
4. Número de oxidación del oxígeno
El número de oxidación del oxÍgeno casi siempre es de 2–, (O2–) salvo en los peróxidos, donde es de 1–, (O2 2–) y en los hiperóxidos donde es de ½– (O2 1–).
5. Números deoxidación de los elementos que forman compuestos covalentes binarios.
Los números de oxidación de los elementos que forman compuestos covalentes binarios (compuestos que se forman entre no metales) son las cargas virtuales2 que se asignan con base en la electronegatividad de los elementos combinados. Al elemento más electronegativo se le asigna la carga negativa total (como si fuera carga iónica). Alotro elemento del compuesto se le asigna carga positiva (también como si fuera carga iónica).
En los compuestos binarios covalentes, la carga virtual se asigna según la secuencia que aparece a continuación. El elemento que llevará la carga virtual negativa se halla a la derecha de la lista y los que le preceden llevarán la carga positiva.
Asignación de la carga negativa
Si, B, Sb, As, P, H, C,N, Te, Se, I, Br, Cl, O, F
Asignación de la carga positiva
[CH4]0 [C4- H4+]0 = [C4- 4 H+]0 [CCl4]0 [C4+ Cl41-]0 = [C4+ 4Cl1-]0 [CO2]0 [C4+O2 2-]0 = [C4+2O2-]0
6. Número de oxidación de un catión o anión poliatómicos
El número de oxidación de un catión o anión poliatómicos es la carga virtual que se asigna a los elementos combinados con base en la electronegatividad de dichos elementos. Lacarga virtual que se asigna se considera como si fuera el resultado de la trasferencia total de electrones (carga iónica).
Por ejemplo: en el ion nitrato, NO3– , los estados de oxidación del nitrógeno y del oxígeno son [N5+O32–] = [N5+3O2–] = N5+ Y O2– . Estos estados de oxidación no son cargas reales y se les puede considerar como cargas virtuales.
En el ion sulfato, puede verse que los estados deoxidación del S y del oxígeno son [S6+O4
2-] =[S6+4O2-] = S6+ y O2–.
De manera semejante, en el ion amonio, los estados de oxidación del nitrógeno y del hidrógeno son [N3-H4+] = [N3- 4H+] = N3- e H+.
7. Carga de los iones poliatómicos.
Es la carga iónica que resulta cuando se suman los números de oxidación de los elementos que forman dicho ion.
Por ejemplo, la carga del ion nitrato resulta desumar los números de oxidación del nitrógeno y del oxígeno,
[N5+3O2–] = [N5+O6–] = (NO3)[(5+)+ (6–)] = NO3–
La carga del ion sulfato puede calcularse de la misma manera:
[S6+O4
2-] = [S6+4O2-] = (SO4) [(6+) +(8 –)] = (SO4)2-
De manera semejante, la carga del ion amonio; NH4
+ resulta de la suma de
los números de oxidación del nitrógeno e hidrógeno:
[N3-H4
+] = [N3- 4H+] = [NH4](3 –) +...
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