Electroquimica

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REACCIONES DE OXIDACIÓN – REDUCCIÓN.

Introducción.-

Las reacciones de oxidación – reducción implican la transferencia de electrones de una especie a otra. Las reacciones redox son numerosas y diariamente estamos en contacto con ellas y sus consecuencias.
← La corrosión es el agente que provoca el paso de un metal a óxido.
← Baterías donde la energía eléctrica que pone en marchaun coche procede de una batería que es un dispositivo electroquímico que genera una corriente eléctrica como resultado de una reacción de oxidación – reducción.
← La industria donde metales como el sodio, aluminio o cobre se preparan y purifican por aplicación directa de la electricidad.

La electroquímica estudia la conversión de energía química en energía eléctrica y viceversa. Losprocesos electroquímicos se producen en las llamadas celdas y pueden ser de dos tipos:

a) Celdas galvánicas o pilas voltaicas: en ellas se utiliza la energía liberada en una reacción química espontánea para producir una corriente eléctrica.

b) Celdas electrolíticas: que utilizan la energía eléctrica para producir una reacción química no espontánea.

Procesos de oxidación – reducción.-Concepto de oxidación.- Proceso químico que implica una pérdida de electrones o aumento del número de oxidación de una especie.

Concepto de reducción.- Proceso químico que implica una ganancia de electrones o disminución en el número de oxidación de una especie.

Los procesos de oxidación – reducción son simultáneos, esto quiere decir que para que una especie química pierda electrones esnecesaria la presencia de otra que los acepte. Por tanto en una reacción redox hay una reestructuración electrónica o una modificación electrónica de las especies.
2 Mg + O2 ( 2 MgO (s)
El magnesio se oxida ya que se produce un cambio en su número de oxidación y a partir de la neutralidad eléctrica del átomo ha pasado al estado de oxidación +2 .
El oxigeno se reduce puesto que desde laneutralidad eléctrica de la molécula de oxígeno se pasa al estado de oxidación – 2. Cada átomo de magnesio cede dos electrones que los acepta los átomos de oxígeno ( uno por átomo )
Las reacciones de oxidación – reducción ocurren entre pares redox tal que una especie que se oxida pasa a su forma oxidada y la especie que se reduce pasa a su forma reducida. Por tanto:
Especie que se oxida = reductor =especie química que pierde electrones en esa reacción.
Especie que se reduce = oxidante = especie química que gana electrones en esa reacción.
El que se oxida al perder electrones se convierte en reductor y el que se reduce al ganar electrones se convierte en el oxidante.
Podemos decir que en una reacción redox el reductor cede electrones y se transforma en su oxidante conjugado mientras que eloxidante gana electrones y se convierte en su reductor conjugado.

Reductor (1 ) ( Oxidante ( 1 ) + n e –
Oxidante ( 2 ) + n e - ( Reductor ( 2 )

La reacción global será:

Reductor (1 ) + Oxidante ( 2 ) ( Reductor ( 2 ) + Oxidante ( 1 )

En forma similar que en los ácidos y las bases, cuanto mayor es el carácter oxidante de una especie más débil es elcarácter reductor de su par conjugado y viceversa.

Concepto de número o estado de oxidación.-

También llamado valencia electroquímica se define el número de oxidación de un elemento en un compuesto como su electronegatividad o valencia eléctrica si se trata de un compuesto iónico. Si se trata de un compuesto covalente es una valencia eléctrica ficticia ya que se considera que el par deelectrones compartidos es cedido por el átomo menos electronegativo al más electronegativo.
P ej. el cloruro de sodio es un compuesto iónico: NaCl estado de oxidación del sodio = + 1; estado de oxidación del cloro = - 1
Si se trata de un compuesto covalente el cálculo del número de oxidación exige el cumplimiento de las siguientes reglas que son consecuencia de estudiar los intercambios de...
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