Reacciones Redox 2015 Teórico (Claudia)

7/25/2019 Reacciones Redox 2015 Terico (Claudia)

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Reacciones de oxido reduccin o Redox


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Las reacciones de oxido reduccin son aquellas en lasque se producen cambios en el n de oxidacin (estado de

oxidacin) de los tomos que intervienen en la misma,debido a una transferencia real o aparente de electrones

n de oxidacin de un elemento (tomo) en un compuesto es el nmero de

electrones que gana o pierde un tomo cuando forma dicho compuesto.

Hasta ahora no observabamos los estados de oxidacin de lostomos:

+1 +6 -2 +2 -2 +1 +2 +6 -2 +1 -2H2SO4 ac + Fe(OH)2 ac FeSO4 ac + H2O

No es una recc. Redox porque no hay cambio en el n de oxidacin de lostomos y por ende no hay transferencia electrnica.

En cambio:

0 0 +3 -2

4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3

Es una reaccin es Redox, ya que hay cambios en el n de oxidacin y unatransferencia de e` desde Fe a O2


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Otro ejemplo de reaccion redox (con cambios de n de oxidacin por

transferencia de e` desde el C al O2):

0 0 +4 -2

C (s) + O2 (g) CO2 (g)

La transferencia de electrones (e`) ocurre simultneamente y

siempre que haya un tomo (elemento) que cede electrones

habr otro que los acepta. As se produce un cambio en el n

de oxidacin


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Entonces:

Estado de oxidacin (tambin nmero de oxidacin): esn de e`que gana o pierde un tomo (elemento) al formar un

compuesto.

Cmo se asignan los n de oxidacin? Compuestos inicos: Es la carga del in.

Compuestos moleculares: la asignacin es arbitraria y

habra que suponer que la pareja de electrones compartidos

estn totalmente desplazados hacia el elemento mselectronegativo y a este se le asigna n de oxidac. Negativo;

mientras al menos electronegativo se le asigna un n de

oxidacin positivo.


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Principales estados de oxidacin para

Un elementos en estado libre o no combinado es 0 (incluidos las

molculas poliatmicas, por ej H2; S8, O2).

Un in sencillo o monoatmico es la carga del in: Fe+3 ; O -2

Iones poliatmicos es la suma de los n de oxidacin de los tomos que

lo conforman: SO4 -2 = S+6 + O4

-2 = (+6) + (-2 . 4) = 6 -8 = -2

La suma de los n de oxidacin de un compuesto es 0

H = +1, excepto en hidruros metlicos con -1 (NaH; CaH2)

O2 = -2, excepto en perxidos -1 (H2O2; CaO2); superxidos (KO2;

FO2); con el F- que es +2 (F2O)

F = -1


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La ubicacin en la tabla peridica permite asignar n de oxidacin:

Grupo:

1 A = +1

2 A = +2

3 A = +3 (generalmente)

4 A = +2; + 4 (generalmente, hay otros n oxid. de C y Si)

5 A = - 3 en binarios con metales, H o NH4 + ( con los de la derecha

de la tabla +3 y +4)

6 A = -2 en binarios con metales, H o NH4+

7 A = -1 en binarios con metales, H o NH4+o halgeno ms pesado

(tambin, 3, 5, 7)


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En las reacciones de oxido reduccin o redox hay una

transferencia real o aparente de e`entre los reactantes

que cambia su estado de oxidacin; por lo cual un

reactante aumenta su n de oxidacin y el otro lo reduceindicando claramente que ocurren simultneamente. As

existen pares entre los que ocurre la transferencia

Transferencia de e`

0 0 +4 -2

C (s) + O2 (g) CO2 (g)

cedi e` acept e`


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OXIDACIN: Aumento algebraico en el nmero de oxidacin porprdida de electrones

Ejemplo: Cu Cu2+ + 2e

REDUCCIN: Disminucin algebraica en el nmero de oxicacin por

ganancia de electrones

Ejemplo: O2 + 2 e O -2

* Siempre que se produce una oxidacin debe producirsesimultneamente una reduccin (transferencia electrnica entrepares redox).Cada una de estas reacciones se denomina hemireaccin.

Por ejemplo para la reaccin redox

0 0 +2 -2

2 Cu (s) + O2 (g) 2 CuO Hemireac. oxidacin

Hemireac. reduccin


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As, las reacciones redox se pueden analizar o ver como

dos hemireacciones que ocurren simultneamente. Unahemireaccin de oxidacin (par redox de oxidacin) y una

de reduccin (par redox de reduccin).

Hemireaccin de oxidacin (par redox de oxidacin): n de

oxidacin (cede e`) y acta como agente reductor

Hemireaccin de reduccin (par redox de reduccin): n deoxidacin (acepta e`) y acta como agente oxidante

+

Reaccin de oxido reduccin (simultneamente las dos

Hemireacciones)


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2Fe (s) + O2 (g) 2 FeO

0 0 +2 -2

Par redox de oxid.: Fe0/ Fe+2

Par redox de reduc: O20/O-2

Hemireaccion de oxidacin:

0

2 Fe Fe +2 + 4 e` (acta como agente reductor)

Herieaccin de reduccin:0

O2 + 4 e` 2 O-2 (acta como agente oxidante)


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Oxidantes y reductores

OXIDANTES: El la sustancia capaz de oxidar a otra,

con lo que sta se reduce. REDUCTORES: El la sustancia capaz de reducir a

otra, con lo que sta se oxida.

Ejemplo:

Zn + 2Ag+ Zn2+ + 2Ag

Oxidacin: Zn (reductor) Zn2+ + 2e

Reduccin: Ag+ (oxidante) + 1e Ag


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Ajuste o balanceo de reacciones REDOX

Algunas reacciones pueden ser balanceadas por simple inspeccindesde el balanceo de masa. Sin embargo, debido a que estasreacciones involucran cambios en el estado de oxidacin de al menos

dos reactantes (especies qumicas o tomos) suele ser complicado elajuste por simple inspeccin) ya que deben balancearse cargas ymasas.

oxidacin

reduccin

Algunas sencillas como

0 0 +4 -2

O2 (g) + C (s) CO2 (g)

+3 -1 0 +3 -1 0

2FeBr3 (ac) + 3Cl2 (g) 2FeCl3 (ac) + 3Br2 (g)


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Ajuste de reacciones redox (mtodo del

ion-electrn)

Sabiendo que en las reacciones redox el aumento del n de

oxidacin de un reactante ocurre simultneamente con la

disminucin del n de oxidacin de otro reactante y, por lo tanto el

aumento en n total de oxidacin (e`que se pierden) debe ser igual

a la disminucin en el n total de oxidacin (e`que se ganan) es que

se deben balancear cargas y masas.

Siempre debe considerarse que si el cambio en el n de oxidacin

involucra iones poliatmicos se debe tomar el in completo y si se

trata de atmos presentes en compuestos moleculares se emplea

esta forma para la hemireaccin. Se plantean las dos hemireacciones, la de oxidacin (par redox de

oxidacin) y la de reduccin (par redox de reduccin) y se

balancean ambas en carga y masa para luego al sumarlas se

balancea la reaccin redox.


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Ajuste de reacciones en disolucin acuosa cida o

bsica.

Si en una disolucin aparecen iones poliatmicos con O (ej SO4 2), el ajuste

se complica pues aparecen tambin iones H+, OH y molculas de H2O.

En medio cido:

Los tomos de O que se pierdan en la reduccin van a parar al agua (los

que se ganen en la oxidacin provienen del agua).

Los tomos de H provienen del cido.

Se balancea O con agua y luego los H2 del agua con H+

En medio bsico:

Los tomos de O que se ganan en la oxidacin (o pierdan en la reduccin)

provienen de los OH, necesitndose tantas molculas de H2O como

tomos de oxgeno se ganen o pierdan.

Se balancea O con OH- y los H de este con agua


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Etapas en el ajuste o balanceo redox

Zn + AgNOZn + AgNO33 Zn(NOZn(NO33))22 + Ag+ Ag

Primera:Primera: Identificar los tomos que cambian su Estado

de oxidacin y los pares redox

Zn(0) Zn(+2); Ag (+1) Ag (0)

Segunda:Segunda: Escribir hemirreacciones con molculas o

iones que existan realmente en disolucin ajustando

el n de tomos (masas) y cargas de cada hemirecc.OxidaciOxidacinn: Zn Zn2+ + 2e

ReducciReduccinn: Ag+ + 1e Ag


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Tercera:Tercera: Ajustar el n de electrones de las dos

hemirreacciones, es decir que el n de e`que cede el que se

oxida deber ser igual al n de e`que gana el que se reduce.

La estrategia ms sencilla es multiplicar cada hemirec. Por

el n de e`de la otra.

OxidaciOxidacinn: (Zn Zn2+ + 2e) . 1

ReducciReduccinn: (Ag+ + 1e Ag) .2

Cuarta: Sumatoria de las dos hemireacciones:

OxidOxid (Zn Zn2+ + 2e)

RedRed (2 Ag+ + 2 e 2 Ag)

Zn + 2Ag+ + 2e Zn2+ + 2Ag + 2e


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Sexta:: Escribir la reaccin qumica completa utilizando loscoeficientes hallados y comprobar que toda la reaccin

quede ajustada:

Zn + 2 AgNO3 Zn(NO3)2 + 2 Ag

Quinta: Se simplifican los electrones y las especies

qumicas identicas entre reactivos t productos

Oxid (Zn Zn+2 + 2e)Red (2 Ag+ 2e 2 Ag)

Zn + 2Ag+ + 2e Zn+2 + 2Ag + 2e


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Ajuste redox en medio cido

KMnO4 + H2SO4 + KI MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2O

Primera:Primera: asignarasignar nn de oxidacide oxidacinn e ie identificar los paresredox segn los cambios en el n de oxidacin

+1 +7 2 +1 +6 2 +1 1 +2 +6 2 0 +1 +6 2 +1 2

KMnO4 + H2SO4 + KI MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2OMnO4/ Mn+2

I-1

/I20


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Segunda: Escribir semirreacciones con molculas oiones que existan realmente en disolucin ajustando el

masas (n de tomos) y cargas:

Oxidacin: 2 I I2 + 2e

Reduccin: MnO4 + 8 H+ + 5e Mn2+ + 4 H2O

Los 4 tomos de O del MnO4se balancean con H2O,

pero para formar sta se han necesitado adems 8 H+.


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Tercera:: Ajustar el n de electrones de toda la reaccin, el

n electrones de oxidacin debe ser igual que el de lareduccin

Ox.Ox.: 5 . (2 I I2

+ 2e)

Red.Red.: 2 . (MnO4 + 8 H+ + 5e Mn2+ + 4 H2O

Cuarta: Sumatoria de las dos hemireaciones10 I 5 I2 + 10 e-

2 MnO4

+ 16 H+

+ 10 e- 2 Mn2+

+ 8 H2O

10I + 2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- 5I2 + 10 e- + 2 Mn

+2 + 8 H2O


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Quinta: se simplifican - y especies qumicasiguales entre ambos lados de la resccin

10I + 2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- 5I2 + 10 e- +2 Mn+2 + 8 H2O

Sexta Cuarta: Escribir la reaccin qumicainicial y utilizando los coeficientes halladosbalancear y corroborar el ajuste

Por tanteo segn los protones (16= 10 en IH y 6 en H2SO4 ) y los SO4 en productos


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