Tema_14

Facultad de Farmacia. Universidad de Alcalá

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1 4 Equilibrio Rédox
14.1
14.2
14.3
14.4

Generalidades
Procesos rédox no espontáneos
Procesos rédox espontáneos
Potencial y energía libre, ecuación de Nernst

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14.1Generalidades
Oxidación y reducción. En una reacción de oxidación-reducción o rédox existe la transferencia de uno
Na + 1/2Cl2. Un proceso rédox ó reacción de
o más electrones de una especia a otra. Ejemplo: NaCl
célula puede ser dividido, para su estudio, en dos semisistemas o reacciones de electrodo:
Na
el Na+ se reduce, es el oxidante.
Reducción
Na+ + 1e–
1/ Cl + 1e–
el Cl– se oxida, es elreductor.
Oxidación
Cl–
2 2
La reacción inversa de una reducción es una oxidación:
Na+ + 1e–
el Na se oxida, es el reductor.
Oxidación
Na
La oxidación y la reducción ocurren a la vez: no puede haber oxidación sin reducción y viceversa.
Estado de oxidación. El estado de oxidación de un átomo es la carga que tendría si se asignaran los
electrones de cada enlace al átomo más electronegativo (repasar lasreglas para asignar los números de
oxidación en los apuntes de nomenclatura inorgánica). Una especie se oxida cuando alguno de sus átomos
constituyentes aumenta su estado de oxidación y se reduce cuando disminuye su estado de oxidación.
Ajuste de reacciones rédox. Una reacción rédox puede ajustarse siguiendo los siguientes pasos:
1. Localiza las especies que cambian de estado de oxidación y escribelas dos semirreacciones.
2. Ajusta cada semirreacción por separado procediendo por el orden siguiente:
a) ajusta el número de átomos cuyo estado de oxidación cambia.
b) ajusta el oxígeno añadiendo moléculas de H2O a uno de los lados de la ecuación.
c) ajusta el hidrógeno añadiendo iones hidrógeno (H+ ).
d) ajusta la carga añadiendo electrones (el número de electrones debe corresponderse con elcambio en
el estado de oxidación).
3. Multiplica las dos ecuaciones de forma que el número de electrones ganados por una sea igual a lo
perdidos por la otra. Suma las dos ecuaciones.
4. Si la reacción se realiza en medio básico, añade iones hidróxido (OH–) a ambos lados hasta “neutralizar”
los iones hidrógeno (H+ ) convirtiéndolos en H2O.
5. Añade las especies espectadoras y ajústalas.
6. Comprueba elajuste de la reacción final (número de átomos de cada especie y carga neta). Comprueba
que los coeficientes son lo más simples posible.
Valoraciones rédox. Son valoraciones que se basan en procesos rédox. En el punto de equivalencia se
cumple que V(valorante)×cN(valorante) = V(valorado)×cN(valorado). El número de equivalentes es igual al
número de moles multiplicado por la valencia, la cual sedefine como el número de electrones que
intercambia la especie considerada. El punto de equivalencia se detecta mediante un indicador rédox.
14.2 Procesos rŽdox no espont‡neos
Célula electrolítica. Cuando un proceso rédox no es espontáneo, puede ser forzado mediante la
aplicación de un trabajo externo de tipo eléctrico. Al proceso así realizado, se le llama electrólisis. El
recipiente en el que serealiza el proceso recibe el nombre de célula electrolítica. Una célula electrolítica está

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Química General. Grupo B. Curso 1993/94

compuesta por dos electrodos de un material conductor sólido, generalmente un metal o grafito; uno se
llama cátodo y en él tiene lugar la reducción, el otro se llama ánodo y en él tiene lugar la oxidación. El
cátodo se conecta al polo – de una fuente decorriente continua y el ánodo al ⊕. Los dos electrodos se
sumergen en el electrólito que es un conductor iónico, generalmente una disolución acuosa de iones o una
sal fundida.
e–
e–
+

O2 (g)
H 2O
H+

2H 2O

Electrodo
H2 (g)

–

+

Na

H 2O
OH –

SO24–

H 2 SO4
Ánodo
Oxidación
+
O2 (g) + 4H + 4e–

NaOH
Cátodo
Reducción
2H 2 O + 2e–
H 2(g) + 2OH–

Figura 14.1. Electrolisis
del agua. La adición de
sulfato...