redox

TEMA 13
REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN
I.

CONCEPTO DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

Una reacción de oxidación-reducción (redox) es una reacción de
transferencia de electrones. La especie que pierde los electrones se oxida y la
que los gana se reduce. Se llama reductor a la especie que cede los electrones
y oxidante a la que los capta.
Oxidante1 + n e-

forma reducida del oxidante1(reductor1)

Reductor2 - n e-

forma oxidada del reductor1 (oxidante2)

Ambas semireacciones no pueden ocurrir por separado. La reacción
global sería:

Oxidante1 + reductor2

→

reductor1 + oxidante2

Un sistema redox o par redox está formado por un oxidante y su reductor
conjugado Ox1/Red1. Para que tenga lugar una reacción redox necesitamos
dos semireacciones o sistemas redox. Podemosver que siempre la oxidación y
la reducción tienen lugar a la vez. No puede darse una sin la otra. Los
electrones que se pierden en la reacción de oxidación son los ganados por la
especie que se reduce.

II.

NÚMERO DE OXIDACIÓN Y AJUSTE DE LAS REACCIONES REDOX

Con el fin de simplificar el ajuste de de reacciones redox complejas, se
introduce el concepto de número de oxidación que sedefine como la carga que
tendría un átomo si los electrones del enlace se asignaran al elemento más

electronegativo (quedando así el compuesto constituido por iones). El número
de oxidación de un átomo en una molécula es un concepto ficticio.

Reglas para la asignación del número de oxidación:

a) El estado o número de oxidación de un elemento en estado
fundamental o sin combinar es cero.b) El número de oxidación de un elemento en un ión monoatómico es
igual a la carga del ión.
c) Ciertos elementos tienen el mismo número de oxidación en todos o
casi todos sus compuestos:
Alcalinos (+1) → Grupo I
Alcalinoterreos (+2) → Grupo II
Flúor (-1)
Oxígeno (-2). Excepto peróxidos O22- que es (-1)
Hidrógeno (+1). Excepto en hidruros metálicos que es (-1)
d) La suma de los números deoxidación de todos los átomos de una
especie neutra es cero y de un ión es la carga del mismo (Ej.:
SO4Na2 y MnO4-)
Ajuste de reacciones redox:

La reacción global se divide en dos semireacciones, una de oxidación y
otra de reducción que se ajustan separadamente. Finalmente se combinan de
tal manera que no haya cambio neto del número de electrones:
MnO4- + Fe2+ → Mn2+ + Fe3+

El ajustequedaría:
MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O
5 x (Fe2+ → Fe3+ + 1 e-)

Suma:

8 H+ + MnO4- + 5 Fe2+ → Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O

Por lo general las reacciones redox tienen lugar en disolución por lo que
las sustancias se comportan como electrolitos. Así, las reacciones suelen
escribirse en forma iónica.

III.

CELDAS ELECTROQUÍMICAS

En una pila electroquímica o galvánica se conviertela energía química
en eléctrica. Están basadas en un proceso redox espontáneo. Por ejemplo, en
el esquma siguiente se muestra una pila Zn/Cu:

En su forma más sencilla consta de dos cubas, en una hay una solución
acuosa de CuSO4 y un electrodo de cobre. En la otra hay una solución de
ZnSO4 y un electrodo de Zn. Ambos electrodos se conectan mediante un
conductor metálico externo. Lasdisoluciones se mantienen en contacto a
través de un puente salino que permite el contacto eléctrico y mantiene la
electroneutralidad de las disoluciones. Si colocamos un voltímetro en el
conductor externo se observa paso de corriente. Al cabo de cierto tiempo la
disolución de Cu2+ (inicialmente azul) se va decolorando y el electrodo de Zn se

va disolviendo. Lo que sucede es que el Zn metálicose oxida a Zn2+ y el Cu2+
se reduce a Cu metálico.
Cu2+ + 2 e- → Cu

Cátodo (Cuba 1)

Zn → Zn2+ + 2 e-

Ánodo (Cuba 2)

Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+

Suma:

-

El proceso prosigue hasta que se alcance el estado de equilibrio
reversible. Los electrones pasan del Zn al Cu a través del conductor externo.
En la cuba 1 los iones Cu2+ migran de la disolución al electrodo, en la cuba 2
los...