Redox

UNIDAD DE TRABAJO Nº 11.- EQUILIBRIOS OXIDACIÓN REDUCCIÓN

1. CONCEPTOS RESTRINGIDO Y ELECTRÓNICO DE OXIDACIÓN-REDUCCÍÓN.
En un principio se denominó oxidación al proceso de combinación de un elemento con el oxígeno o bien al aumento en el contenido de oxígeno en un compuesto.

Por ejemplo, los siguientes procesos son oxidaciones en el sentido clásico de la acepción.
C + O2 (CO2
NO + ½ O2 ( NO2

Por otra parte, los siguientes procesos se denominan reducciones, pues tanto el Fe2O3 como el NiO han sufrido una disminución en su contenido en oxígeno.
2 Fe2O3 + 3C ( 4 Fe + 3 CO2
NiO + H2 ( Ni + H2O

Los términos de oxidación y reducción se extendieron posteriormente aplicándolos a procesos en los que tiene lugar una transferencia de electronesprescindiendo de si interviene o no el oxígeno. Así, aceptamos que una sustancia se oxida cuando cede electrones y una sustancia se reduce cuando acepta electrones.

Como en las reacciones químicas no puede haber ganancia o pérdida neta de electrones, si una sustancia pierde electrones otra debe ganarlos. Por tanto, no pueden darse reacciones exclusivamente de oxidación ni exclusivamente de reducción.Es decir, todo proceso de oxidación va acompañado de otro simultáneo de reducción y viceversa.

En los procesos redox (de oxidación-reducción) el agente de oxidación (oxidante) se reduce (acepta electrones) mientras que el agente de reducción (reductor) se oxida (cede electrones).
Reductor 1 + oxidante 2 ↔ reductor 2 + oxidante 2

Las parejas reductor1/oxidante1 yreductor2/oxidante2 forman lo que se denominan pares conjugados.

Una especial característica de los procesos redox es que pueden tener lugar sin necesidad de que los reactivos estén en contacto directo, bastando una adecuada conexión eléctrica entre los mismos. La explicación de este hecho radica en la misma naturaleza del proceso redox, que específicamente consiste en una transferencia electrónica entreespecies químicas, transferencia que puede tener lugar a través de un conductor apropiado. Aunque la existencia del conductor electrónico no es esencialmente necesaria para que tenga lugar un proceso redox, permite el estudio por separado de los procesos de oxidación y de reducción (semirreacciones de oxidación y reducción).

2. NÚMEROS DE OXIDACIÓN.
En los procesos redox se produce un cambioen la estructura electrónica de dos o más de los átomos que intervienen. Este cambio se corresponde con un cambio en los números de oxidación que son cargas ficticias que se asignas a los átomos según reglas determinadas. Los números de oxidación, al no representar cargas reales, no tienen significación física, pero resultan de utilidad en algunos aspectos del estudio de los procesos redox.Para especies monoatómicas se define el número de oxidación como la diferencia entre el número atómico del elemento y el número de electrones corticales, es decir, la carga neta del átomo tomando como unidad la carga del electrón. Como consecuencia de esta definición, el número de oxidación de un átomo de un elemento en estado libre es cero.

Para las especies poliatómicas no se puedeextender con la misma sencillez el concepto de número de oxidación correspondiente a cada átomo; entre otras razones, porque precisaríamos conocer exactamente cómo está distribuida la carga en la molécula o en el ion. Con el objeto de eludir esta dificultad se recurre a un conjunto de reglas introducidas arbitrariamente que nos permiten describir con comodidad los cambios que tienen lugar en losprocesos redox.

Las reglas que nos permiten deducir en cualquier circunstancia el estado de oxidación de un átomo son las siguientes:

1. El número de oxidación de un átomo de un elemento libre es cero.
2. El número de oxidación del átomo de oxígeno combinado es -2, excepto en los peróxidos en que es -1.
3. El número de oxidación del átomo de hidrógeno combinado es +1.excepto en los...