El mundo de la ciancia

BALANCEO DE ECUACIONES REDOX. MÉTODO DEL ION-ELECTRÓN

Dr. Aníbal Bascuñán Blaset Departamento de Química Inorgánica y Nuclear

FACULTAD DE QUÍMICA U.N.A.M 2007 ♣

BALANCEO DE ECUACIONES REDOX. MÉTODO DEL ION-ELECTRÓN
FACULTAD DE QUÍMICA UNAM Dr. Aníbal Bascuñán Blaset

Introducción: De acuerdo a sus características químicas, las reacciones pueden ser agrupadas de muy diferentesmaneras. Así es posible hablar de reacciones ácido-base, de síntesis, de doble descomposición o metatesis, de sustitución, de neutralización, de oxidación-reducción, etcétera. En esta presentación nos abocaremos a la resolución de las ecuaciones mediante las cuales se representa a las reacciones de óxidación-reducción, y estudiaremos el balanceo de ecuaciones por el método del ion-electrón. El contenidoestá destinado a estudiantes que se inician en este estudio, razón por la cual se dan muchos detalles y algunas indicaciones, justamente para principiantes. Este procedimiento es llamado "método del ion-electrón", porque en su resolución aparecen iones y electrones, por cuanto la mayor parte de las reacciones presentadas ocurren en medio acuoso. Aunque a veces también aparecen especies al estadosólido o líquido, las que se expresan por sus símbolos, sus fórmulas mínimas o sus fórmulas globales. Ej. Cu, Fe, Hg, As2S3, CuO, SO2, H2O, etcétera. Durante el balanceo de las ecuaciones se emplean los iones y moléculas que cambian durante el proceso, es decir, aquellas especies químicas en las cuales el elemento principal (el elemento central de las especies poliatómicas) aumenta o disminuye sunúmero de oxidación. En los iones poliatómicos se hace hincapié sobre el átomo central, porque es el que experimenta el cambio en el número de oxidación durante el proceso de óxidoreducción. Ejemplos. MnO4→ Mn2+ Mn7+ → Mn2+ CrO42- → Cr3+ Cr6+ → Cr3+ NO3 → NO N5+ → N2+ AsO33- → AsO43As3+ → As5+ Lo anterior implica que en uno u otro miembro de la ecuación deberán aparecer los electrones necesarios paraigualar las cargas presentes en ambos miembros de la misma. Por otra parte, como se trabaja en medio acuoso, estarán presentes el agua y los hidronios o los hidroxilos, según el caso, los que serán nuestras herramientas para el balanceo de las ecuaciones. Para facilitar la escritura se representa los hidronios H3O+ por H+.

1. Reacciones de oxidación-reducción en medio ácido.
En este caso, lasespecies químicas auxiliares que pueden aparecer son: H+, H2O y, por supuesto, los electrones e-. Se parte del hecho de que se conocen los reaccionantes (reactivos agregados) y los productos de la reacción química (reactivos producidos).

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En estas ecuaciones siempre están presentes una especie oxidante y una especie reductora, ya sea en los reactivos iniciales o en los productosobtenidos. En el proceso, el átomo principal de la especie oxidante acepta electrones y se transforma en una especie de menor número de oxidación que se conoce como el estado reducido de la especie oxidante, por haber captado electrones.Ej. Fe3+ + e- → Fe2+ Por su parte, el átomo principal de la especie reductora cede electrones, se oxida, y se transforma en una especie oxidada. El átomo central o átomoprincipal ha aumentado así su número de oxidación. A cada una de estas dos reacciones se las llama semireacciones de oxidación o de reducción, según el caso. Oxidante + ne- → Reductor (ne- : N° de electrones) Examinemos algunas reacciones en que un oxidante acepta electrones y da origen una especie reducida. Debemos insistir en que cuando el oxidante oxida a otra especie, él mismo se reduce alaceptar electrones. Ha disminuido su número de oxidación. Ejemplos: Especie oxidante Sn4+ Fe3+ ½O2 O2 O2 S ½Cl2 Cl2 + + + + + + + + 2e1e2e2e4e2e1e2e→ → → → → → → Especie Reducida Sn2+ Fe2+ O2O222 O2S2Cl2ClPares Redox Sn4+/Sn2+ Fe3+/Fe2+ ½ O2/O2O2/O22O2/O2S/S2Cl2/ClCl2/Cl-

En los ejemplos anteriores, un ión o un átomo capta electrones, se reduce. A estas ecuaciones se las llama semirreacciones de...