REDOX método del ion-electrón (medio básico)

REACCIONES REDOX REACCIONES REDOX Ajuste por el método delAjuste por el método del

Ion-electrónIon-electrón(medio básico)(medio básico)

Química 2º Bachillerato

José Manuel Bélmez MacíasKALIUM academia

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REACCIONES REDOX Ajuste por el método del Ion-electrón (medio básico)REACCIONES REDOX Ajuste por el método del Ion-electrón (medio básico)Química 2º Bachillerato

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¿Qué son?¿Qué son?Ajuste REDOXAjuste REDOXMétodo del Método del ionion-electrón-electrón

Cálculo Cálculo nºnº oxidación oxidaciónIdentificación de Identificación de semirreaccionessemirreaccionesSemirreacciones iónicasSemirreacciones iónicasAjuste de Ajuste de semirreaccionessemirreaccionesMultiplicación de Multiplicación de semirreaccionessemirreaccionesReacción iónica globalReacción iónica globalReacción molecularReacción molecular



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¿Qué son?¿Qué son?

Una reacción redox es una reacción de transferencia de electrones

José Manuel Bélmez Macías

ÍNDICE

En ella una especie (A) aumenta su número de oxidación (de n a n+1) y se dice que se ha oxidado

Y otra especie (B) disminuye en su número de oxidación (de m a m-1) y se dice que se ha reducido

PODRÍAMOS ENTENDER EL PROCESO COMO LA SUMA DE DOS SEMIRREACCIONES:

OXIDACIÓN:

REDUCCIÓN:

Donde A cede un electrón a B provocando su reducción y diríamos que A es el AGENTE REDUCTOR

O bien que B le quita un electrón a A provocando su oxidación y diríamos que B es el AGENTE OXIDANTE




Ajuste de reacciones redoxAjuste de reacciones redox

El ajuste de una reacción redox consiste en balancear la ecuación química:


ÍNDICE

La forma más sencilla es el

MÉTODO DEL IÓN -ELECTRÓN

OHKOHMnOKNONHKMnO 2234 258338 +++→+

Antes de continuar te aconsejamos que te

descargues una guía rápida del método en

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3









1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie


ÍNDICE

REGLAS:

El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga

Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)

OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3





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ÍNDICE

REGLAS:


El estado de oxidación de un elemento libre es cero












ÍNDICE

REGLAS:

+1 +1



El estado de oxidación de H en sus combinaciones es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde es -1


+1











ÍNDICE

REGLAS:

-2 -2




El estado de oxidación de O en sus combinaciones es -2, excepto en los peróxidos, donde es -1 y en su combinación con flúor donde es +2


-2-2-2+1 +1+1











ÍNDICE

REGLAS:

+1 +1





El estado de oxidación, en sus combinaciones, de los metales alcalinos es +1 (grupo 1 del S.P.) y +2 para los alcalinotérreos (grupo 2 del S.P.)

-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1











ÍNDICE

REGLAS:






En las sales binarias, los halógenos actúan con -1, los elementos del grupo del oxígeno con -2, los del grupo del nitrógeno con -3, C y Si con -4 y B con -3

+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1











ÍNDICE

REGLAS:

+7 +5






En las sales binarias, los halógenos actúan con -1, los elementos del grupo del oxígeno con -2, los del grupo del nitrógeno con -3, C y Si con -4 y B con -3

La suma de todos los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto neutro es cero. Si el compuesto es iónico, dicha suma es igual a la carga del ion.

+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3









2) Identificar que elemento se reduce y que elemento se oxida


ÍNDICE

REDUCCIÓNOXIDACIÓN

+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3









3) Escribir en forma iónica las semirreacciones de oxidación y de reducción*


ÍNDICE

*¡¡CUIDADO!!: sólo se ponen en forma iónica los ácidos, los hidróxidos y las sales

La carga eléctrica (q) surge de la suma de los números de oxidación, así por ejemplo en el ion permanganato:

MnO4+7 -2

q=7+4·(-2)=-1 MnO 4-

S. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- → MnO2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

NH →3 NO -

3









3) Ajustar cada semirreacción


ÍNDICE

A) Primero se ajustan los elementos distintos de hidrógeno y de oxígeno

S. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 NO -

3











ÍNDICE

B) Ajustamos el oxígeno e hidrógeno a la vez añadiendo H2O en el miembro que tenga más oxígeno e iones OH- en el otro.


OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 OH

-4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

1 3- -OMnO4 →MnO2 ++ OHH2ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO, Y UNA FORMA SENCILLA ES IR PRACTICANDO UN TANTEO COMO SE MUESTRA EN ESTE EJEMPLO: 1) Suponemos un coeficiente para H2O (empezamos por 1)

2) Calculamos el coeficiente para OH- que ajusta los oxígenos (3)

3) Comprobamos si H queda ajustado:· Como resultan 2H a la izquierda y 3H a la derecha, volvemos a empezar











ÍNDICE



OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 OH

-4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

OMnO4- →MnO2 ++ 2 OH-4H2ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO, Y UNA FORMA

SENCILLA ES IR PRACTICANDO UN TANTEO COMO SE MUESTRA EN ESTE EJEMPLO: 1) Suponemos un nuevo coeficiente para H2O (2)

2) Calculamos el coeficiente para OH- que ajusta los oxígenos (4)

3) Comprobamos si H queda ajustado:· Como resultan 4H a la izquierda y 4H a la derecha, ¡¡hemos terminado!!











ÍNDICE

D) Ajustamos las cargas añadiendo electrones (e-) de manera que la carga neta sea igual en ambos miembros


ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO PERO ES FÁCIL SI TENEMOS EN CUENTA QUE LOS ELECTRONES SE SITÚAN A LA IZQUIERDA EN LA REDUCCIÓN Y A LA DERECHA EN LA OXIDACIÓN Y QUE CADA UNO APORTA UNA CARGA NEGATIVA, POR LO QUE SE PUEDE PLANTEAR UNA SENCILLA ECUACIÓN:

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-OH

-4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

-

+1•(−1) + +2•0 x•(−1) 1•0 4•(−1)=

x=3

OMnO4- →MnO2 ++ 2 OH4H2 +xe-










4) Multiplicar cada semirreacción por un coeficiente para que tengan igual nº de electrones


ÍNDICE

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+









5) Sumar ambas semirreacciones


ÍNDICE

+ ++

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+

MnO4- →16 +8

OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2









6) Convertir la reacción iónica en molecular


ÍNDICE

ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO PERO ES FÁCIL SI TENEMOS EN CUENTA QUE LA REACCIÓN IÓNICA YA ESTÁ AJUSTADA, ASÍ QUE AÑADIMOS LOS CONTRAIONES QUE

NECESITEMOS PERO EN IGUAL CANTIDAD A AMBOS LADOS DE LA REACCIÓN

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

+ ++MnO4- →16 +8 OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2











ÍNDICE

PRIMERO SIMPLIFICAMOS LAS ESPECIES IGUALES EN AMBOS MIEMBROS

Como si de una ecuación matemática se tratara, se van 16 moléculas de H2O de cada miembro

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+


33 18 OH2

20











ÍNDICE

PRIMERO SIMPLIFICAMOS LAS ESPECIES IGUALES EN AMBOS MIEMBROS

Igualmente se van 27 iones OH- de cada miembro

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+


33 18 OH2

20 0 5











ÍNDICE

CADA ION PERMANGANATO (MnO4-) LLEVA UN ION POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+


33 18 OH2

20 0 5











ÍNDICE

CADA ION PERMANGANATO (MnO4-) LLEVA UN ION POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL

Y como en la reacción iónica hay ocho iones permanganato añadimos ocho iones potasio (K+) a cada lado de la reacción

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

+ ++MnO4- →16 +

K +

88

OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2

20 0 5

K +8











ÍNDICE

CADA ION NITRATO (NO3-) LLEVA UN POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

+ ++MnO4- →16 +

K +

88

OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2

20 0 5

K +8











ÍNDICE

Y como en la reacción iónica hay tres iones NO3- necesitaríamos otros 3 K+, qué tomamos de los

ya añadidos

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

CADA ION NITRATO (NO3-) LLEVA UN POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL

+ ++MnO4- →16 +

K +

88

OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2

20 0 5

K +35K +8











ÍNDICE

EL RESTO DE ESPECIES: AMONIACO (NH3), DIÓXIDO DE MANGANESO (MnO2) Y AGUA, EN LA REACCIÓN ORIGINAL Y EN LA IONICA ESTÁN TAL CUAL ASÍ QUE NO HACE FALTA AÑADIR NADA

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

+ ++MnO4- →16 +

K +

88

OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2

20 0 5

K +35K +8











ÍNDICE

AHORA AGRUPAMOS LOS IONES PARA FORMAR LAS ESPECIES DE LA REACCIÓN ORIGINAL

+ ++

OS. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+

MnO4- →16 +

K +

88

OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2

OHKOHMnOKNONHKMnO 2234 538 +++→+ 3

20 0 5

K +35K +8








O




ÍNDICE

S. Reducción:

S. Oxidación:

MnO4- →

NH →MnO2 ++ 2 +3e-

+ 8e-( )·8( )·3

+

PARA LAS SUSTANCIAS MOLECULARES CONSERVAMOS LOS COEFICIENTES

OH-

4H2


+7 +5+1 +1-2 -2


-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3

3 OH -9+ NO -

3 O6H2+

OHKOHMnOKNONHKMnO 2234 258338 +++→+ 3

+ ++MnO4- →16 +

K +

88

OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -

33 18 OH2

20 0 5

K +35K +8






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