Respuestas
Definición
Una reacción de óxido-reducción se caracteriza porque hay una transferencia de electrones , en donde una sustancia gana electrones y otra sustancia pierde electrones:
• la sustancia que gana electrones disminuye su número de oxidación . Este proceso se llama Reducción .
• la sustancia que pierde electrones aumenta su número de oxidación. Este proceso se llama Oxidación.
Por lo tanto, la Reducción es ganancia de electrones y la Oxidación es una pérdida de electrones.
(Ver: PSU: Química; Pregunta 08_2005 (Química2)
Número de oxidación
Corresponde a la carga del elemento químico; es decir, corresponde a un valor arbitrario que se le ha asignado a cada elemento químico, el cual indica la cantidad de electrones que podría ganar, perder o compartir cuando se forma un compuesto.
(Ver: PSU: Química, Pregunta 02_2005 )Para calcular el número de oxidación se deben tener en cuenta las siguientes reglas:
Regla Nº 1 : El número de oxidación de cualquier átomo en estado libre o fundamental; es decir, no combinado, es cero .
Ejemplos: Pt , Cu, Au, Fe
Regla Nº 2: El número de oxidación del hidrógeno es +l , excepto en el caso de los hidruros que es –1 .
+ 1: cuando el hidrógeno se combina con un no-metal (ácido).
Ejemplos: HCl; ácido clorhídrico
número de oxidación del hidrógeno: + 1
número de oxidación del cloro: – 1
HI; ácido yodhídrico
número de oxidación del hidrógeno: + 1
número de oxidación del cloro: – 1
– 1: cuando el hidrógeno se combina con un metal (hidruros)
Ejemplos : NaH; hidruro de sodio
número de oxidación del hidrógeno: - 1
número de oxidación del sodio: + 1
LiH; hidruro de litio
número de oxidación del hidrógeno: - 1
número de oxidación del litio: + 1
Regla Nº 3: El número de oxidación del oxígeno es -2 , excepto en los peróxido donde es -1 .
Ejemplos: CaO; óxido de calcio
número de oxidación del oxígeno: - 2
número de oxidación del calcio: + 2
H 2 O 2 ; peróxido de hidrógeno o agua oxigenada
número de oxidación del oxígeno: - 1
número de oxidación del hidrógeno: + 1
Regla Nº 4: Los metales tienen un número de oxidación + (positivo) e igual a su valencia .
Ejemplos : Ca (calcio): valencia = 2
número de oxidación: + 2
Li (litio): valencia = 1
número de oxidación: + 1Regla Nº 5: Los no-metales tienen número de oxidación – (negativo) e igual a su valencia .
Ejemplos: Cl (cloro): valencia = 1
número de oxidación: – 1
I (yodo): valencia = 1
número de oxidación: –1
Regla Nº 6: En compuestos, el número de oxidación del Flúor ( F) es siempre –1 .
Ejemplo. NaF: fluoruro de sodio
número de oxidación del flúor: – 1
número de oxidación del sodio: + 1
Regla Nº 7: En las moléculas neutras , la suma de los números de oxidación de cada uno de los átomos que la forman es igual a 0.
Ejemplos: Cu 2 O: óxido cuproso
número de oxidación del cobre: + 1; como hay dos átomos de cobre, se multiplica el número de oxidación por el número de átomos de la molécula: 2 • + 1= + 2.
número de oxidación del oxígeno: – 2
+ 2 + – 2 = 0
H 2 SO 4 : ácido sulfúrico
número de oxidación del hidrógeno: + 1; hay 2 átomos = 2 · + 1 = + 2
número de oxidación del azufre: + 6; hay 1 átomo = 1 · + 6 = + 6
número de oxidación del oxígeno: – 2, hay 4 átomos = 4 · – 2 = – 8
+ 2 + + 6 + – 8 = 0
Regla Nº 8: En un ión la suma de los números de oxidación de sus átomos debe ser igual a la carga del ión.
Ejemplo: PO 4 –3 : fosfato
número de oxidación del fósforo: + 5; hay 1 átomo = 1 • + 5 = + 5
número de oxidación del oxígeno: –2; hay 4 átomos = 4 • – 2 = – 8
La molécula tiene una carga de – 3, por lo tanto, al sumar los números de oxidación del fósforo y del oxígeno, el resultado debe ser igual a – 3.
+ 5 + – 8 = – 3
– 3 = – 3
Concepto de oxidación- reducción:
Cuando se introduce una lámina de zinc (Zn) en una disolución concentrada de cobre II (Cu ; valencia = 2), transcurridos unos segundos, se observa que la lámina se recubre de una capa de cobre metálico.
La ecuación química que representa este proceso es:
Zn + CuSO 4 —> Cu + ZnSO 4
El sulfato de cobre (II), CuSO 4, y el sulfato de zinc, ZnSO 4 , son compuestos que, fundidos o disueltos en agua, se disocian en iones, según la siguiente ecuación iónica:
Zn 0 + Cu + 2 + SO 4 – 2 —> Cu 0 + Zn + 2 + SO 4 – 2
En esta ecuación puede apreciarse que el ión sulfato (SO -2 ) aparece en ambos lados de la ecuación, por lo tanto, la ecuación puede escribirse de manera más sencilla :
Cu + 2 + Zn 0 —> Cu 0 + Zn + 2
La ecuación química nos indica que durante el proceso el átomo de zinc, que era eléctricamente neutro, se ha transformado en el ión Zn +2 . Para esto, tuvo que ceder 2 electrones; en cambio, el ión Cu +2 aceptó los 2 electrones del zinc, que lo convirtieron en un átomo de cobre, eléctricamente neutro.