estudio experimental del desplazamiento del equilibrio quimico en un sistema redox

1. INTRODUCCION

Los alimentos y los combustibles fósiles son ricos en energía, la cual se libera mediante reacciones de oxidación – reducción (redox). Siempre que se lleva a cabo una oxidación también ocurre una reducción y viceversa. No puede haber la una sin la otra. Sin embargo se opta por hablar de una parte de la reacción: la parte de oxidación o la de reducción.
La gasolina, la hullay los azúcares son ejemplos de formas reducidas de la materia; son ricas en energía. Cuando la glucosa reacciona con el oxígeno durante la combustión o durante el metabolismo, se oxida a dióxido de carbono y agua, ambas reacciones se representan por ejemplo:

C6 H12 O6 + 6O2 -------------- 6 CO2 + 6H2 O + Energía

Las plantas verdes son capaces de utilizar la energía de la luz solarpara producir alimentos reduciendo el dióxido de carbono. Esta reacción llamada fotosíntesis, requiere energía del sol para llevarse a cabo. La reacción global de fotosíntesis es en esencia la inversa de la oxidación de la glucosa, como se muestra:

6 CO2 + 6H2 O + Energía ----------------- C6 H12 O6 + 6O2

La primera reacción, el metabolismo, representa la oxidación de la glucosapor el oxígeno que se reduce. La segunda reacción, la fotosíntesis, corresponde a la reducción del dióxido de carbono por el agua que se oxida.
También se requieren procesos de reducción para obtener hierro y otros metales a partir de sus menas, pero muchos de estos metales se pierden al paso del tiempo debido a que se corroen debido a una lenta oxidación.

Para estudiar los procesos deoxidación y reducción, es necesario saber manejar los números de oxidación de los átomos presentes en los compuestos o iones. El número de oxidación (también llamado estado de oxidación) es un número que se asigna a cada tipo de átomo de un compuesto o ion, o a un elemento, con base en un conjunto de reglas arbitrarias pero congruentes.

El número de oxidación de todos los elementos sin combinar escero. Independientemente de la forma en que se representen.
El número de oxidación del hidrógeno combinado es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde su número de oxidación es –1 (ej.: AlH3, LiH)
El número de oxidación del oxígeno combinado es –2, excepto en los peróxidos, donde su número de oxidación es –1 (ej.:Na2O2, H2O2).
El número de oxidación en los elementos metálicos, cuando estáncombinados es siempre positivo y numéricamente igual a la carga del ion.
El número de oxidación de una molécula es cero. O lo que es lo mismo, la suma de los números de oxidación de los átomos de una molécula neutra es cero.

El número de oxidación representa el número de electrones que la especie ha ganado, perdido o compartido ( Ralph A. Burns, 2005).

Para todo proceso redox requiere delajuste estequiométrico de los componentes de las semireacciones para la oxidación y reducción.
Para reacciones en medio acuoso, generalmente se añaden: en medio ácido iones hidrógeno (H+), moléculas de agua (H2O), y electrones en medio básico hidroxilos (OH−), moléculas de agua (H2O), y electrones para compensar los cambios en los números de oxidación.

REACCIONES DE OXIDO REDUCCION: La mayoría delos metales se obtiene a partir de los minerales por reacciones de oxidación o reducción.
Si consideramos la formación de un óxido de un metal como el de magnesio se tiene: ejemplo
2 Mg + O2 → 2 Mg O

Esta reacción puede desdoblarse en dos semi-reacciones. En una de ellas una de las especies (en este caso el magnesio) pierde electrones, en la otra, el oxígeno gana electrones.
La oxidaciónes la semi-reacción en la que los electrones se pierden, es decir que el magnesio aumenta su número de oxidación pasando de 0 a +2 (esto representa la pérdida de 2 electrones por cada magnesio.

La reducción es la semi-reacción en la que los electrones se ganan, en este caso el oxígeno gana 2 electrones por cada átomo pasando su número de oxidación de 0 a -2.
Si se plantea la reacción...