REACCIONES DE OXIDO- REDUCCIÓN El oxígeno reacciona con la mayor parte de los elementos para formar los compuestos llamados óxidos y desde que el oxígeno se descubrió el término oxidación ha estado asociado con este tipo de reacción. Oxidación es la pérdida de electrones por una sustancia. Es el proceso mediante el cual un átomo, ión o molécula pierde uno o más electrones Reducción es la ganancia de electrones por una sustancia Las reacciones en que sucede la oxidación y reducción se llaman reacciones redox Una vez que se definen los términos, examínese una reacción y obsérvese como se aplican. Considere la oxidación del Magnesio que se describe a continuación. 2Mg (s) + O2 (s) 2MgO (s) Esta transferencia de electrones se puede analizar a través de la pérdida y ganancia de electrones que sufren los átomos en forma individual. Si se usa el símbolo e- para representar un electrón, la pérdida de electrones por el magnesio puede escribirse Mg Mg2+ + 2 e- (oxidación) Semireacciones El cambio se identifica como oxidación debido a que el magnesio pierde electrones. Lo que ocurre con el oxígeno en la misma reacción puede escribirse como Requisitos O2 + 4 e- 2 O2- (reducción) Aquí el cambio se considera como una reducción, porque el oxígeno gana electrones. Es decir la oxidación y reducción se presentan, ambas de manera simultánea. También es necesario que el número total de electrones ganados sea exactamente el mismo que el numero total de electrones perdidos. El agente oxidante es la sustancia que acepta electrones de la sustancia que se oxida, provocando así que ocurra una oxidación. (O2) El agente reductor es la sustancia que cede electrones a la sustancia que se reduce provocando que ocurra una reducción. (Mg) Los números de oxidación (bien sean positivos o negativos), son aquellos que se asignan a los átomos de un compuesto de modo que puedan observarse los cambios que ocurren en la reacción redox. REGLAS PARA ASIGNAR LOS NÚMEROS DE OXIDACIÓN 1. El número de oxidación de cualquier elemento en su forma elemental es cero, sin importar la complejidad de la molécula en que se encuentra, así en el Ne, F2, P4 y S8, todos los átomos tienen un número de oxidación igual a cero. 2. El número de oxidación de cualquier ión monoatómico (aquél formado por un solo átomo) es igual a la carga del ión. Los iones Na+, Al 3+ y S2- tiene los números de oxidación iguales a +1, +3 y –2 respectivamente 3. La suma de todos los números de oxidación de todos los átomos en un compuesto es cero. En iones poliatómicos, la suma de los números de oxidación debe ser igual a la carga del ión. Además de estas reglas básicas, se deben acatar las siguientes, cuando se asignan números de oxidación para átomos específicos de un compuesto. 4. El flúor tiene un número de oxidación de –1 5. El hidrógeno tiene un número de oxidación de +1. La excepción es en los hidruros metálicos (-1). NH3, PH3 6. El oxígeno tiene un número de oxidación –2, excepto en los peróxidos H2O2, Na2O su valor es –1 y en OF2 el valor es +2 Cuando se asignan números de oxidación, algunas veces se encuentran situaciones en las que dichas reglas se contradicen unas con otras. Si esto sucede, se dará prioridad a la regla que aparece primero en la lista. EJEMPLOS 1. Asigne los números de oxidación de cada uno de los átomos de los siguientes compuestos: a) FeCl3, b)KNO3, c)H2O2, d) Fe(SO4)3, e)Cr2O7, f)ClO3- y g) Na2S4O6 Uso de los números de oxidación Cual sustancia se oxida y cual se reduce en la siguiente reacción?. ¿Cuál sustancia es el agente oxidante y cual es el agente reaductor? 14HCl + K2Cr2O7 2KCl + 2CrCl3+ 3 Cl2 + 7 H2O 2. Asigne los números de oxidación a cada átomo en las siguientes compuestos: KClO2, BaMnO4, Fe3O4, O2F2, IF5, HOCl, CaSO4, Cr2 (SO4)3, O3 y Hg2Cl2 3. En cada una de las siguientes reacciones, identifique: 1) La sustancia oxidada y reducida y 2) el agente oxidante y el reductor a. NaIO3 + 5NaI + 6HCl 6 NaCl + 3I2 + 3H2O b. 3Cu + 8HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4H2O c. Cu + 4 HNO3 Cu (NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O+ d. Cu + 2 H2SO4 CuSO4 + SO2 2H2O e. 3 SO2 + 2 HNO3 +6 2H2O 3 H2SO4 + 2NO 4. Se oxida o se reduce a. Zn Zn2+ b. Fe2+ Fe3+ c. I2 I-1 d. Ce+4 Ce+2 e. Ca(s) + S(s) CaS f. Cr + HCl CrCl3 + H2 g. AsH3 + Ag + H2O H3AsO4 + Ag2 + H h. NaBr + Cl2 NaCl + Br2 Valencia: Numero entero que describe la capacidad de combinación de un átomo en un compuesto