Reacciones Redox Usach

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE QUIMICA Y BIOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DE LOS MATERIALES
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Laboratorio 4
Electroquimica

FUNDAMENTOS
Hasta ahora, la energía que hemos visto en las reacciones químicas ha sido exclusivamente en forma de calor. Pero el calor no es la única forma de energía. La electricidad esotra y ella puede tomar parte en las reacciones químicas al igual que el calor. La electroquímica comprende una clase de reacciones químicas que involucran energía eléctrica. Cuando encendemos una linterna o hacemos partir un automóvil, estamos usando la electroquímica. La electroquímica se basa en procesos de óxido-reducción.
Las reacciones en las cuales los átomos experimentan cambios del númerode oxidación se llaman reacciones de óxido-reducción o reacciones redox. En ellas hay transferencia de electrones en forma evidente, o de forma sutil. Por ejemplo:
Zn0 + Cu+2 Zn+2 + Cu0
es una reacción de óxido-reducción, donde la transferencia electrónica es clara, mientras que:
2 CO + O2 2 CO2
también es una reacción de óxido reducción, pero en ella latransferencia electrónica no es evidente.

El término oxidación se refiere a todos los procesos en los que una especie química (ion, molécula o elemento) cede electrones, es decir aumenta su número de oxidación. Esta pérdida de electrones por parte de una sustancia tiene que ir acompañada por la ganancia de electrones por parte de algún otro reactivo, es decir disminución de su número deoxidación, proceso que se llama reducción.
La sustancia que se oxida, es decir aumenta su número de oxidación, se le denomina agente reductor o reductor, ya que produce la reducción de otra sustancia.
La sustancia que se reduce, es decir disminuye su número de oxidación se le llama agente oxidante u oxidante, ya que produce la oxidación de otra sustancia.

Así, para la siguiente reacción
Zn +CuSO4 ZnSO4 + Cu
representada por ecuación iónica neta
Zn + Cu+2 Zn+2 + Cu
De acuerdo a las reglas sobre el número de oxidación, tenemos: 0 para el Zn y Cu, y +2 para el Zn+2 y Cu+2.
2 e-

(0) (+2) (+2) (0)
Zn + Cu+2 Zn+2 + Cu

2 e-
El átomo de Zn ha transferido 2 de sus electrones quedando comoión Zn+2 y el ión Cu+2 ha ganado 2 electrones para formar el átomo de Cu. El Zn se ha oxidado (ha aumentado su Nº de oxidación y el Cu+2 se ha reducido (ha disminuido su Nº de oxidación). Por lo tanto, el Zn es un agente reductor y el Cu+2 un agente oxidante.
Nuestro estudio se centrará exclusivamente en reacciones redox en solución acuosa y la mayoría de ellas son del tipo en que hay transferencianeta de electrones de un reductor a un oxidante, como es el caso de la reacción antes mencionada de Zn con el Cu+2.
Las reacciones de oxidación y de reducción tienen lugar simultáneamente para que el proceso ocurra. No puede ocurrir una sin la otra, por eso se habla de reacciones redox. Sin embargo, para facilitar su análisis suele hablarse de semireacciones de reducción y de oxidación, como sise tratara de procesos independientes. Sumando estas semireacciones obtenemos la reacción redox.

Semireacción de oxidación: Zn Zn+2 + 2e-
Semireacción de reducción: Cu+2 + 2e- Cu

Reacción redox: Zn + Cu+2 Zn+2 + Cu

Está claro que los electrones han sido donados por Zn y aceptados por el Cu+2. En toda reacción redox larazón de moles de substancia oxidada a moles de substancia reducida tiene que ser tal que el número de electrones perdidos por una especie es igual al número de electrones ganados por la otra. Este hecho debe tenerse siempre presente al igualar las ecuaciones de las reacciones de oxido-reducción.

NUMERO DE OXIDACION
A cada átomo de un compuesto se le asigna un número de oxidación, que...