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Reducción-oxidación

Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o simplemente reacción rédox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.[1]

La pila Cu-Ag, un ejemplo de una reacción rédox
Pedazo de metal oxidado (corroído)

Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte:

  • El agente oxidante es aquel elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.
  • El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.[2]

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio, se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un «par rédox». Análogamente, se dice que, cuando un elemento químico capta electrones del medio, este se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par rédox con su precursor oxidado. Cuando una especie puede oxidarse, y a la vez reducirse, se le denomina anfolito, y al proceso de la oxidación-reducción de esta especie se le llama anfolización o dismutacion.

Principio de electroneutralidad

El principio de electroneutralidad de Pauling corresponde a un método de aproximación para estimar la carga en moléculas o iones complejos; este principio supone que la carga siempre se distribuye en valores cercanos a 0 (es decir, -1, 0, +1).

Dentro de una reacción global rédox, se da una serie de reacciones particulares llamadas semirreacciones o reacciones parciales.

  • Semirreacción de reducción:  
  • Semirreacción de oxidación:  

o más comúnmente, también llamada ecuación general:

 

La tendencia a reducir u oxidar a otros elementos químicos se cuantifica mediante el potencial de reducción, también llamado potencial rédox. Una titulación rédox es aquella en la que un indicador químico indica el cambio en el porcentaje de la reacción rédox mediante el viraje de color entre el oxidante y el reductor.

Oxidación

 
Oxidación del hierro

La oxidación es una reacción química donde un elemento pierde electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.[3]​ Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de iones. Implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto que es en estos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones. Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a partir de los gases dihidrógeno y dicloro, se da un proceso rédox y sin embargo se forma un compuesto covalente. Estas dos reacciones siempre se dan juntas; es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones rédox.

La vida misma es un fenómeno rédox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace), y sin embargo es muy electronegativo, casi tanto como el flúor. La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+
porque fácilmente forma Kr y F+
. Entre otras, existen el permanganato de potasio (KMnO
4
)
, el dicromato de potasio (K
2
Cr
2
O
7
)
, el agua oxigenada (H
2
O
2
)
, el ácido nítrico (HNO
3
)
, los hipohalitos y los halatos (por ejemplo el hipoclorito de sodio (NaClO) muy oxidante en medio alcalino y el bromato de potasio (KBrO
3
)
). El ozono (O
3
)
es un oxidante muy enérgico:

 

El nombre de "oxidación" proviene de que, en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio: por ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de sodio:

 

Ésta puede desglosarse en sus dos semirreacciones correspondientes:

  • Semirreacción de reducción:
 
  • Semirreacción de oxidación:
 
Ejemplo

El hierro puede presentar dos formas oxidadas:

Reducción

En química, reducción es el proceso electroquímico por el cual un átomo o un ion gana electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación. Este proceso es contrario al de oxidación.

Cuando un ion o un átomo se reduce presenta estas características:

Ejemplo

El ion hierro (III) puede ser reducido a hierro (II):

 

En química orgánica, la disminución de enlaces de átomos de oxígeno a átomos de carbono o el aumento de enlaces de hidrógeno a átomos de carbono se interpreta como una reducción. Por ejemplo:

  •   (el etino se reduce para dar eteno).
  •   (el etanal se reduce a etanol).

Número de oxidación

La cuantificación de un elemento químico puede efectuarse mediante su número de oxidación. Durante el proceso de oxidación, el número de oxidación o también llamado estado de oxidación del elemento aumenta. En cambio, durante la reducción, el número de oxidación de la especie que se reduce disminuye. El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un enlace determinado. En un elemento puro todos los átomos son neutros, ya que estos no tienen carga y se les asigna el estado de oxidación 0.

El número de oxidación:

  • Aumenta si el átomo pierde electrones (el elemento químico que se oxida), o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos.
  • Disminuye cuando el átomo gana electrones (el elemento químico que se reduce), o los comparte con un átomo que tenga tendencia a cederlos.

Reglas para asignar el número de oxidación

  • El número de oxidación de todos los elementos sin combinar es cero. Independientemente de la forma en que se representen dichos números.
  • El número de oxidación de las especies iónicas monoatómicas coincide con la carga del ion.
  • El número de oxidación del hidrógeno combinado es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde su número de oxidación es –1 (ej: AlH
    3
    , LiH).
  • El número de oxidación del oxígeno combinado es –2, excepto en los peróxidos, donde su número de oxidación es –1 (ej.:Na
    2
    O
    2
    , H
    2
    O
    2
    ).
  • El número de oxidación en los elementos metálicos, cuando están combinados es siempre positivo y numéricamente igual a la carga del ion.
  • El número de oxidación de los halógenos en los hidrácidos y sus respectivas sales es –1, en cambio el número de oxidación del azufre en su hidrácido y respectivas sales es –2.
  • El número de oxidación de una molécula neutra es cero, por lo cual la suma de los números de oxidación de los átomos que constituyen a una molécula neutra es cero.
  • La carga eléctrica total de una molécula no-neutra (no nula) se corresponde con la suma algebraica de los números de oxidación de todas las especies atómicas que la constituyen. ( ej: MnO
    4
    = (1)*(+7) + (4)*(-2) = -1).

Ajuste de relaciones

Todo proceso rédox requiere del ajuste estequiométrico de los componentes de las semirreacciones para la oxidación y reducción.

Para reacciones en medio acuoso, generalmente se añaden:

  • en medio ácido iones hidrógeno (H+
    ), moléculas de agua (H
    2
    O
    ), y electrones
  • en medio básico hidroxilos (OH
    ), moléculas de agua (H
    2
    O
    ), y electrones para compensar los cambios en los números de oxidación.

Medio ácido

En medio ácido se agregan hidronios (cationes) (H+
) y agua (H
2
O
) a las semirreacciones para balancear la ecuación final. Del lado de la ecuación que haga falta oxígeno se agregarán moléculas de agua, y del lado de la ecuación que hagan falta hidrógenos se agregarán hidronios. Por ejemplo, cuando el manganeso (II) reacciona con el bismutato de sodio.

Ecuación sin balancear:

 
Oxidación : 
Reducción : 

Ahora tenemos que agregar los hidronios y las moléculas de agua donde haga falta hidrógenos y donde haga falta oxígenos, respectivamente.

Oxidación:  
Reducción:  

Las reacciones se balancearán al momento de igualar la cantidad de electrones que intervienen en ambas semirreacciones. Esto se logrará multiplicando la reacción de una semirreacción por el número de electrones de la otra semirreacción (y, de ser necesario, viceversa), de modo que la cantidad de electrones sea constante.

Oxidación:  
Reducción:  

Al final tendremos:

Oxidación:  
Reducción:  

Como se puede ver, los electrones están balanceados, así que procedemos a sumar las dos semirreacciones, para obtener finalmente la ecuación balanceada.

 
 

Medio básico

En medio básico se agregan iones hidróxidos (aniones) (OH
) y agua (H
2
O
) a las semirreacciones para balancear la ecuación final. Por ejemplo, tenemos la reacción entre el Permanganato de Potasio y el Sulfito de Sodio.

Ecuación sin balancear:

 

Separamos las semirreacciones en

Oxidación:  
Reducción:  

Agregamos la cantidad adecuada de Hidróxidos y Agua (las moléculas de agua se sitúan en donde hay mayor cantidad de oxígenos).

Oxidación:  
Reducción:  

Balanceamos la cantidad de electrones al igual que en el ejemplo anterior.

Oxidación:  
Reducción:  

Obtenemos:

Oxidación:  
Reducción:  

Como se puede ver, los electrones están balanceados, así que procedemos a sumar las dos semirreacciones, para obtener finalmente la ecuación balanceada.

 
 

Aplicaciones

En la industria, los procesos rédox también son muy importantes, tanto por su uso productivo (por ejemplo la reducción de minerales para la obtención del aluminio o del hierro) como por su prevención (por ejemplo en la corrosión). La reacción inversa de la reacción rédox (que produce energía) es la electrólisis, en la cual se aporta energía para disociar elementos de sus moléculas.

 
Reducción del coenzima FAD, en forma de ganancia de un par de átomos de hidrógeno (dos protones y dos electrones)

Oxidaciones y reducciones biológicas

En el metabolismo de todos los seres vivos, los procesos rédox tienen una importancia capital, ya que están involucrados en la cadena de reacciones químicas de la fotosíntesis y de la respiración aeróbica. En ambas reacciones existe una cadena transportadora de electrones formada por una serie de complejos enzimáticos, entre los que destacan los citocromos; estos complejos enzimáticos aceptan (se reducen) y ceden (se oxidan) pares de electrones de una manera secuencial, de tal manera que el primero cede electrones al segundo, este al tercero, etc., hasta un aceptor final que se reduce definitivamente; durante su viaje, los electrones van liberando energía que se aprovecha para sintetizar enlaces de alta energía en forma de ATP.

Otro tipo de reacción rédox fundamental en los procesos metabólicos son las deshidrogenaciones, en las cuales una enzima(deshidrogenasa) arranca un par de átomos de hidrógeno a un sustrato; dado que el átomo de hidrógeno consta de un protón un electrón, dicho sustrato se oxida (ya que pierde electrones). Dichos electrones son captados por moléculas especializadas, principalmente las coenzimas NAD+
, NADP+
y FAD que al ganar electrones se reducen, y los conducen a las cadenas transportadoras de electrones antes mencionadas. El metabolismo implica cientos de reacciones rédox. Así, el catabolismo lo constituyen reacciones en que los sustratos se oxidan y las coenzimas se reducen. Por el contrario, las reacciones del anabolismo son reacciones en que los sustratos se reducen y las coenzimas se oxidan. En su conjunto, catabolismo y anabolismo constituyen el metabolismo.

Combustión

La combustión es una reacción química de reducción-oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego. En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O
2
gaseoso
. Los explosivos tienen oxígeno ligado químicamente, por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión. Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno ( ver hidrocarburos). En una reacción completa todos los elementos tienen el mayor estado de oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO
2
) y el agua, el dióxido de azufre (SO
2
) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NO
x
), dependiendo de la temperatura y la cantidad de oxígeno en la reacción.

Consecuencias

En los metales una consecuencia muy importante de la oxidación es la corrosión, fenómeno de impacto estructural muy negativo, dado que los materiales adquieren o modifican sus propiedades según a los agentes que estén expuestos, y como actúen sobre ellos. Combinando las reacciones de oxidación-reducción (rédox) en una celda galvánica se consiguen las pilas electroquímicas. Estas reacciones pueden aprovecharse para evitar fenómenos de corrosión no deseados mediante la técnica del ánodo de sacrificio y para la obtención de corriente eléctrica continua.

Véase también

Referencias

  1. Burriel Martí, Fernando; Arribas Jimeno, Siro; Lucena Conde, Felipe; Hernández Méndez, Jesús (2007). Química analítica cualitativa. Editorial Paraninfo. p. 175. ISBN 9788497321402. Consultado el 2 de junio de 2012. «[...] también llamadas reacciones rédox, son aquéllas en las que cambia el estado o grado de oxidación de las especies reaccionantes; se produce un intercambio de electrones entre los reactivos.» 
  2. Química para el nuevo milenio. (Octava edición). Escrito por John William Hill, Doris K Kolb. Página 204.
  3. Química: la ciencia central. Escrito por Theodore L. Brown,Bruce E. Bursten, Julia R. Burdge. Página 128.

Enlaces externos

  • "Ejemplo práctico para determinar qué especie se oxida y qué especie se reduce"
  •   Datos: Q82682
  •   Multimedia: Redox reactions

reducción, oxidación, oxidación, redirige, aquí, para, para, otros, usos, este, término, véase, oxidación, desambiguación, denomina, reacción, reducción, oxidación, óxido, reducción, simplemente, reacción, rédox, toda, reacción, química, más, electrones, trans. Oxidacion redirige aqui Para para otros usos de este termino vease oxidacion desambiguacion Se denomina reaccion de reduccion oxidacion oxido reduccion o simplemente reaccion redox a toda reaccion quimica en la que uno o mas electrones se transfieren entre los reactivos provocando un cambio en sus estados de oxidacion 1 La pila Cu Ag un ejemplo de una reaccion redox Pedazo de metal oxidado corroido Para que exista una reaccion de reduccion oxidacion en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte El agente oxidante es aquel elemento quimico que tiende a captar esos electrones quedando con un estado de oxidacion inferior al que tenia es decir siendo reducido El agente reductor es aquel elemento quimico que suministra electrones de su estructura quimica al medio aumentando su estado de oxidacion es decir siendo oxidado 2 Cuando un elemento quimico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento oxidado y la relacion que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un par redox Analogamente se dice que cuando un elemento quimico capta electrones del medio este se convierte en un elemento reducido e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado Cuando una especie puede oxidarse y a la vez reducirse se le denomina anfolito y al proceso de la oxidacion reduccion de esta especie se le llama anfolizacion o dismutacion Indice 1 Principio de electroneutralidad 1 1 Oxidacion 1 2 Reduccion 2 Numero de oxidacion 2 1 Reglas para asignar el numero de oxidacion 3 Ajuste de relaciones 3 1 Medio acido 3 2 Medio basico 4 Aplicaciones 5 Oxidaciones y reducciones biologicas 6 Combustion 7 Consecuencias 8 Vease tambien 9 Referencias 10 Enlaces externosPrincipio de electroneutralidad EditarEl principio de electroneutralidad de Pauling corresponde a un metodo de aproximacion para estimar la carga en moleculas o iones complejos este principio supone que la carga siempre se distribuye en valores cercanos a 0 es decir 1 0 1 Dentro de una reaccion global redox se da una serie de reacciones particulares llamadas semirreacciones o reacciones parciales Semirreaccion de reduccion 2 e Cu 2 Cu displaystyle ce 2 e Cu 2 gt Cu Semirreaccion de oxidacion Fe Fe 2 2 e displaystyle ce Fe gt Fe 2 2 e o mas comunmente tambien llamada ecuacion general Fe Cu 2 Fe 2 Cu displaystyle ce Fe Cu 2 gt Fe 2 Cu La tendencia a reducir u oxidar a otros elementos quimicos se cuantifica mediante el potencial de reduccion tambien llamado potencial redox Una titulacion redox es aquella en la que un indicador quimico indica el cambio en el porcentaje de la reaccion redox mediante el viraje de color entre el oxidante y el reductor Oxidacion Editar Oxidacion del hierro La oxidacion es una reaccion quimica donde un elemento pierde electrones y por lo tanto aumenta su estado de oxidacion 3 Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidacion o una reduccion es un proceso por el cual cambia el estado de oxidacion de un compuesto Este cambio no significa necesariamente un intercambio de iones Implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son ionicos puesto que es en estos compuestos donde si se da un enlace ionico producto de la transferencia de electrones Por ejemplo en la reaccion de formacion del cloruro de hidrogeno a partir de los gases dihidrogeno y dicloro se da un proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente Estas dos reacciones siempre se dan juntas es decir cuando una sustancia se oxida siempre es por la accion de otra que se reduce Una cede electrones y la otra los acepta Por esta razon se prefiere el termino general de reacciones redox La vida misma es un fenomeno redox El oxigeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molecula es poco reactiva por su doble enlace y sin embargo es muy electronegativo casi tanto como el fluor La sustancia mas oxidante que existe es el cation KrF porque facilmente forma Kr y F Entre otras existen el permanganato de potasio KMnO4 el dicromato de potasio K2 Cr2 O7 el agua oxigenada H2 O2 el acido nitrico HNO3 los hipohalitos y los halatos por ejemplo el hipoclorito de sodio NaClO muy oxidante en medio alcalino y el bromato de potasio KBrO3 El ozono O3 es un oxidante muy energico Br O 3 BrO 3 displaystyle ce Br O3 gt BrO3 El nombre de oxidacion proviene de que en la mayoria de estas reacciones la transferencia de electrones se da mediante la adquisicion de atomos de oxigeno cesion de electrones o viceversa Sin embargo la oxidacion y la reduccion puede darse sin que haya intercambio de oxigeno de por medio por ejemplo la oxidacion de yoduro de sodio a yodo mediante la reduccion de cloro a cloruro de sodio 2 NaI Cl 2 I 2 2 NaCl displaystyle ce 2 NaI Cl2 gt I2 2 NaCl Esta puede desglosarse en sus dos semirreacciones correspondientes Semirreaccion de reduccion Cl 2 2 e 2 Cl displaystyle ce Cl 2 2 e gt 2 Cl Semirreaccion de oxidacion 2 I I 2 2 e displaystyle ce 2 I gt I 2 2 e EjemploEl hierro puede presentar dos formas oxidadas oxido de hierro II FeO oxido de hierro III Fe2 O3 Reduccion Editar En quimica reduccion es el proceso electroquimico por el cual un atomo o un ion gana electrones Implica la disminucion de su estado de oxidacion Este proceso es contrario al de oxidacion Cuando un ion o un atomo se reduce presenta estas caracteristicas Actua como agente oxidante Es reducido por un agente reductor Disminuye su estado o numero de oxidacion EjemploEl ion hierro III puede ser reducido a hierro II Fe 3 1 e Fe 2 displaystyle ce Fe 3 1e gt Fe 2 En quimica organica la disminucion de enlaces de atomos de oxigeno a atomos de carbono o el aumento de enlaces de hidrogeno a atomos de carbono se interpreta como una reduccion Por ejemplo CH CH H 2 CH 2 CH 2 displaystyle ce CH CH H 2 gt CH 2 CH 2 el etino se reduce para dar eteno CH 3 CHO H 2 CH 3 CH 2 OH displaystyle ce CH 3 CHO H 2 gt CH 3 CH 2OH el etanal se reduce a etanol Numero de oxidacion EditarLa cuantificacion de un elemento quimico puede efectuarse mediante su numero de oxidacion Durante el proceso de oxidacion el numero de oxidacion o tambien llamado estado de oxidacion del elemento aumenta En cambio durante la reduccion el numero de oxidacion de la especie que se reduce disminuye El numero de oxidacion es un numero entero que representa el numero de electrones que un atomo pone en juego cuando forma un enlace determinado En un elemento puro todos los atomos son neutros ya que estos no tienen carga y se les asigna el estado de oxidacion 0 El numero de oxidacion Aumenta si el atomo pierde electrones el elemento quimico que se oxida o los comparte con un atomo que tenga tendencia a captarlos Disminuye cuando el atomo gana electrones el elemento quimico que se reduce o los comparte con un atomo que tenga tendencia a cederlos Reglas para asignar el numero de oxidacion Editar El numero de oxidacion de todos los elementos sin combinar es cero Independientemente de la forma en que se representen dichos numeros El numero de oxidacion de las especies ionicas monoatomicas coincide con la carga del ion El numero de oxidacion del hidrogeno combinado es 1 excepto en los hidruros metalicos donde su numero de oxidacion es 1 ej AlH3 LiH El numero de oxidacion del oxigeno combinado es 2 excepto en los peroxidos donde su numero de oxidacion es 1 ej Na2 O2 H2 O2 El numero de oxidacion en los elementos metalicos cuando estan combinados es siempre positivo y numericamente igual a la carga del ion El numero de oxidacion de los halogenos en los hidracidos y sus respectivas sales es 1 en cambio el numero de oxidacion del azufre en su hidracido y respectivas sales es 2 El numero de oxidacion de una molecula neutra es cero por lo cual la suma de los numeros de oxidacion de los atomos que constituyen a una molecula neutra es cero La carga electrica total de una molecula no neutra no nula se corresponde con la suma algebraica de los numeros de oxidacion de todas las especies atomicas que la constituyen ej MnO 4 1 7 4 2 1 Ajuste de relaciones EditarTodo proceso redox requiere del ajuste estequiometrico de los componentes de las semirreacciones para la oxidacion y reduccion Para reacciones en medio acuoso generalmente se anaden en medio acido iones hidrogeno H moleculas de agua H2 O y electrones en medio basico hidroxilos OH moleculas de agua H2 O y electrones para compensar los cambios en los numeros de oxidacion Medio acido Editar En medio acido se agregan hidronios cationes H y agua H2 O a las semirreacciones para balancear la ecuacion final Del lado de la ecuacion que haga falta oxigeno se agregaran moleculas de agua y del lado de la ecuacion que hagan falta hidrogenos se agregaran hidronios Por ejemplo cuando el manganeso II reacciona con el bismutato de sodio Ecuacion sin balancear Mn 2 aq BiO 3 s Bi 3 aq MnO 4 aq displaystyle ce Mn 2 aq BiO3 s gt Bi 3 aq MnO4 aq Oxidacion Mn 2 aq MnO 4 aq 5 e displaystyle ce Mn 2 aq gt MnO4 aq 5 e Reduccion 2 e BiO 3 s Bi 3 aq displaystyle ce 2 e BiO3 s gt Bi 3 aq Ahora tenemos que agregar los hidronios y las moleculas de agua donde haga falta hidrogenos y donde haga falta oxigenos respectivamente Oxidacion 4 H 2 O Mn 2 aq MnO 4 aq 8 H aq 5 e displaystyle color Blue ce 4 H2O color Black ce Mn 2 aq gt MnO4 aq color Blue ce 8 H aq color Black ce 5 e Reduccion 2 e 6 H BiO 3 s Bi 3 aq 3 H 2 O displaystyle ce 2 e color Blue ce 6 H color Black ce BiO3 s gt Bi 3 aq color Blue ce 3 H2O color Black Las reacciones se balancearan al momento de igualar la cantidad de electrones que intervienen en ambas semirreacciones Esto se lograra multiplicando la reaccion de una semirreaccion por el numero de electrones de la otra semirreaccion y de ser necesario viceversa de modo que la cantidad de electrones sea constante Oxidacion 4 H 2 O Mn 2 aq MnO 4 aq 8 H aq 5 e 2 displaystyle ce 4 H2O Mn 2 aq gt MnO4 aq 8 H aq color OliveGreen ce 5 e color Black color Orange times 2 color Black Reduccion 2 e 6 H BiO 3 s Bi 3 aq 3 H 2 O 5 displaystyle color Orange ce 2e color Black ce 6 H BiO3 s gt Bi 3 aq 3H2O color OliveGreen times 5 color Black Al final tendremos Oxidacion 8 H 2 O 2 Mn 2 aq 2 MnO 4 aq 16 H aq 10 e displaystyle ce 8 H2O 2 Mn 2 aq gt 2 MnO4 aq 16 H aq 10 e Reduccion 10 e 30 H 5 BiO 3 s 5 Bi 3 aq 15 H 2 O displaystyle ce 10 e 30 H 5 BiO3 s gt 5 Bi 3 aq 15 H2O Como se puede ver los electrones estan balanceados asi que procedemos a sumar las dos semirreacciones para obtener finalmente la ecuacion balanceada 8 H 2 O 2 M n a q 2 2 M n O 4 a q 16 H a q 10 e 10 e 30 H 5 B i O 3 s 5 B i a q 3 15 H 2 O displaystyle underline left begin array rcl 8H 2 O 2Mn aq 2 to 2MnO 4 aq 16H aq 10e 10e 30H 5BiO 3 s to 5Bi aq 3 15H 2 O end array right Downarrow 14 H a q 2 M n a q 2 5 N a B i O 3 s 7 H 2 O 2 M n O 4 a q 5 B i a q 3 5 N a a q displaystyle 14H aq 2Mn aq 2 5NaBiO 3 s to 7H 2 O 2MnO 4 aq 5Bi aq 3 5Na aq Medio basico Editar En medio basico se agregan iones hidroxidos aniones OH y agua H2 O a las semirreacciones para balancear la ecuacion final Por ejemplo tenemos la reaccion entre el Permanganato de Potasio y el Sulfito de Sodio Ecuacion sin balancear K M n O 4 N a 2 S O 3 H 2 O M n O 2 N a 2 S O 4 K O H displaystyle KMnO 4 Na 2 SO 3 H 2 O to MnO 2 Na 2 SO 4 KOH Separamos las semirreacciones en Oxidacion S O 3 2 S O 4 2 2 e displaystyle SO 3 2 to SO 4 2 2e Reduccion 3 e M n O 4 M n O 2 displaystyle 3e MnO 4 to MnO 2 Agregamos la cantidad adecuada de Hidroxidos y Agua las moleculas de agua se situan en donde hay mayor cantidad de oxigenos Oxidacion 2 O H S O 3 2 S O 4 2 H 2 O 2 e displaystyle color Blue 2OH color Black SO 3 2 to SO 4 2 color Blue H 2 O color Black 2e Reduccion 3 e 2 H 2 O M n O 4 M n O 2 4 O H displaystyle 3e color Blue 2H 2 O color Black MnO 4 to MnO 2 color Blue 4OH color Black Balanceamos la cantidad de electrones al igual que en el ejemplo anterior Oxidacion 2 O H S O 3 2 S O 4 2 H 2 O 2 e 3 displaystyle 2OH SO 3 2 to SO 4 2 H 2 O color OliveGreen 2e color Black color Orange times 3 color Black Reduccion 3 e 2 H 2 O M n O 4 M n O 2 4 O H 2 displaystyle color Orange 3e color Black 2H 2 O MnO 4 to MnO 2 4OH color OliveGreen times 2 color Black Obtenemos Oxidacion 6 O H 3 S O 3 2 3 S O 4 2 3 H 2 O 6 e displaystyle 6OH 3SO 3 2 to 3SO 4 2 3H 2 O 6e Reduccion 6 e 4 H 2 O 2 M n O 4 2 M n O 2 8 O H displaystyle 6e 4H 2 O 2MnO 4 to 2MnO 2 8OH Como se puede ver los electrones estan balanceados asi que procedemos a sumar las dos semirreacciones para obtener finalmente la ecuacion balanceada 6 O H 3 S O 3 2 3 S O 4 2 3 H 2 O 6 e 6 e 4 H 2 O 2 M n O 4 2 M n O 2 8 O H displaystyle underline left begin array rcl 6OH 3SO 3 2 to 3SO 4 2 3H 2 O 6e 6e 4H 2 O 2MnO 4 to 2MnO 2 8OH end array right Downarrow 2 K M n O 4 3 N a 2 S O 3 H 2 O 2 M n O 2 3 N a 2 S O 4 2 K O H displaystyle 2KMnO 4 3Na 2 SO 3 H 2 O to 2MnO 2 3Na 2 SO 4 2KOH Aplicaciones EditarEn la industria los procesos redox tambien son muy importantes tanto por su uso productivo por ejemplo la reduccion de minerales para la obtencion del aluminio o del hierro como por su prevencion por ejemplo en la corrosion La reaccion inversa de la reaccion redox que produce energia es la electrolisis en la cual se aporta energia para disociar elementos de sus moleculas Reduccion del coenzima FAD en forma de ganancia de un par de atomos de hidrogeno dos protones y dos electrones Oxidaciones y reducciones biologicas EditarEn el metabolismo de todos los seres vivos los procesos redox tienen una importancia capital ya que estan involucrados en la cadena de reacciones quimicas de la fotosintesis y de la respiracion aerobica En ambas reacciones existe una cadena transportadora de electrones formada por una serie de complejos enzimaticos entre los que destacan los citocromos estos complejos enzimaticos aceptan se reducen y ceden se oxidan pares de electrones de una manera secuencial de tal manera que el primero cede electrones al segundo este al tercero etc hasta un aceptor final que se reduce definitivamente durante su viaje los electrones van liberando energia que se aprovecha para sintetizar enlaces de alta energia en forma de ATP Otro tipo de reaccion redox fundamental en los procesos metabolicos son las deshidrogenaciones en las cuales una enzima deshidrogenasa arranca un par de atomos de hidrogeno a un sustrato dado que el atomo de hidrogeno consta de un proton un electron dicho sustrato se oxida ya que pierde electrones Dichos electrones son captados por moleculas especializadas principalmente las coenzimas NAD NADP y FAD que al ganar electrones se reducen y los conducen a las cadenas transportadoras de electrones antes mencionadas El metabolismo implica cientos de reacciones redox Asi el catabolismo lo constituyen reacciones en que los sustratos se oxidan y las coenzimas se reducen Por el contrario las reacciones del anabolismo son reacciones en que los sustratos se reducen y las coenzimas se oxidan En su conjunto catabolismo y anabolismo constituyen el metabolismo Combustion EditarLa combustion es una reaccion quimica de reduccion oxidacion en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energia en forma de calor y luz manifestandose visualmente como fuego En toda combustion existe un elemento que arde combustible y otro que produce la combustion comburente generalmente oxigeno en forma de O2 gaseoso Los explosivos tienen oxigeno ligado quimicamente por lo que no necesitan el oxigeno del aire para realizar la combustion Los tipos mas frecuentes de combustible son los materiales organicos que contienen carbono e hidrogeno ver hidrocarburos En una reaccion completa todos los elementos tienen el mayor estado de oxidacion Los productos que se forman son el dioxido de carbono CO2 y el agua el dioxido de azufre SO2 si el combustible contiene azufre y pueden aparecer oxidos de nitrogeno NOx dependiendo de la temperatura y la cantidad de oxigeno en la reaccion Consecuencias EditarEn los metales una consecuencia muy importante de la oxidacion es la corrosion fenomeno de impacto estructural muy negativo dado que los materiales adquieren o modifican sus propiedades segun a los agentes que esten expuestos y como actuen sobre ellos Combinando las reacciones de oxidacion reduccion redox en una celda galvanica se consiguen las pilas electroquimicas Estas reacciones pueden aprovecharse para evitar fenomenos de corrosion no deseados mediante la tecnica del anodo de sacrificio y para la obtencion de corriente electrica continua Vease tambien Editar Portal Quimica Contenido relacionado con Quimica Culombimetria Electroquimica Pila Daniell Reaccion irreversible y reaccion reversible Reductor Oxidacion organicaReferencias Editar Burriel Marti Fernando Arribas Jimeno Siro Lucena Conde Felipe Hernandez Mendez Jesus 2007 Quimica analitica cualitativa Editorial Paraninfo p 175 ISBN 9788497321402 Consultado el 2 de junio de 2012 tambien llamadas reacciones redox son aquellas en las que cambia el estado o grado de oxidacion de las especies reaccionantes se produce un intercambio de electrones entre los reactivos Quimica para el nuevo milenio Octava edicion Escrito por John William Hill Doris K Kolb Pagina 204 Quimica la ciencia central Escrito por Theodore L Brown Bruce E Bursten Julia R Burdge Pagina 128 Enlaces externos Editar Ejemplo practico para determinar que especie se oxida y que especie se reduce Datos Q82682 Multimedia Redox reactions Obtenido de https es wikipedia org w index php title Reduccion oxidacion amp oldid 139360510, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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