Oxidación de metales

UNAM
Facultad de Química
Laboratorio de Química Inorgánica I



OXIDACIÓN DE METALES Y PROPIEDADES PERIÓDICAS

Introducción.

La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal ceden electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dosreacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox. La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muyelectronegativo, casi como el flúor.

El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio.

Cuando el oxígeno se combina con un metal, puede formar o bienóxidos básicos o peróxidos, estos óxidos se caracterizan por ser de tipo básico.

En esta práctica, para poder ordenar a varios metales según su tendencia a oxidarse, es necesario distinguir claramente cuando sí hay reacción y cuando no la hay. Entre los fenómenos más comunes que ponen en evidencia que se está efectuando una reacción están: generación de burbujas que indican que se estáproduciendo un gas, formación de un precipitado, un cambio de color, etcétera.

Objetivo.

Someter algunos metales a distintos disolventes y observar en qué casos ocurre la reacción de oxidación.

Desarrollo experimental.

En cinco tubos de ensaye se colocaron 5 mL de agua fría, posteriormente se agregaron trazas de metales distintos en cada uno. Los tubos en los que no ocurrió una reacciónfueron calentados. A los tubos en los que no tuvo efecto el calor se les retiró completamente el agua y se les agregó HCl concentrado, y posteriormente fueron calentados nuevamente. A los tubos en los que no hubo reacción se les retiró el HCl concentrado y se enjuagaron completamente, verificando la acidez en distintos vasos de precipitados con indicador universal. Finalmente, al tubo en el que noocurrió reacción en presencia de HCl concentrado, se le agregó HNO3 y se calentó. Se anotaron las observaciones pertinentes.

Tabla1. Reacción de los metales con diferentes sustancias.

Reactividad/Elemento
Na0
Mg0
Sn0
Ag0
Pt0
Especie oxidante
Agua fría
x




H2O
Agua caliente

x



H2O
HCl concentrado


x


HCl
HNO3



x

HNO3
pH
Básico
Básico
Ácido
ÁcidoX = ocurrió reacción




Reacciones:




Resultados.

El sodio reacciona fácilmente con el agua, formando hidróxido de sodio. Durante el proceso hay desprendimiento de energía, por lo que es una reacción exotérmica. También se producen burbujas, lo que indica el desprendimiento de hidrógeno gaseoso.
En el caso del magnesio, es necesario calentar el agua, ya que de otra manera noocurre la reacción. El producto de dicha reacción es también un hidróxido. Ambas reacciones de oxidación, la del sodio y la del magnesio, obtienen un carácter básico.
El estaño no reacciona con el agua, es por ello que se somete a reacción con ácido clorhídrico concentrado y se calienta, de manera que logre disolverse. Se da un desprendimiento de hidrógeno gaseoso.
Por otro lado, la plata sóloreacciona con ácido nítrico, dando lugar al nitrato de plata, óxido nitroso y monóxido de nitrógeno. Ambas reacciones, la del estaño y la de plata, dan lugar a disoluciones con carácter ácido.

Conclusiones

Ocurridas las reacciones y tomando en cuenta algunas propiedades periódicas, podemos darnos cuenta de que una reacción de oxidación corresponde a la pérdida de electrones, en este caso de...