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4.10:

Reacciones de Oxidación-Reducción

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Oxidation-Reduction Reactions

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Ciertos procesos que son vitales para la vida, incluidos la fotosíntesis, la combustión y la corrosión se clasifican dentro de las reacciones de oxidación-reducción, o reacciones redox. Las reacciones redox consisten en dos procesos simultáneos:oxidación y reducción. El término oxidación”denota un aumento del número de oxidación, el cual corresponde a la pérdida de electrones;por otro lado, la reducción representa una disminución del número de oxidación, que se corresponde con la captación de electrones.Para recordar el rol de los electrones, memoricen lo siguiente:la oxidación es pérdida, la reducción es ganancia”La oxidación y la reducción son procesos complementarios. En una reacción redox entre dos reactivos, un reactivo pierde electrones y se oxida, mientras que el otro reactivo gana electrones y se reduce. Imaginen la reacción de oxidación-reducción entre el potasio, un metal alcalino, y el cloro, un no metal.El átomo neutro de potasio pierde un electrón para convertirse en un ion de potasio. El potasio se oxida y su carga aumenta de cero en el átomo neutro a 1 en el catión. El átomo neutro de cloro gana un electrón y se convierte en un ion cloruro.El cloro se reduce y su carga disminuye de cero en el átomo neutro a 1 en el anión. Dado que el potasio cede un electrón, es el reductor o agente reductor. El cloro acepta el electrón, por lo que es el oxidante o agente oxidante.El proceso de redox conduce a la formación de cloruro de potasio. En general, en las reacciones redox entre metales alcalinos o alcalinotérreos y no metales, el metal se oxida y el no metal se reduce para formar un compuesto iónico por medio de una transferencia total de electrones. Esto también suele suceder en las reacciones entre otros metales o metaloides y no metales, pero no siempre.Otro ejemplo de un proceso redox es la formación de cloruro de hidrógeno. En este caso, ambos reactivos, el hidrógeno y el cloro, son no metales, por lo que no se produce una transferencia total de electrones. En lugar de eso, el hidrógeno comparte un electrón con el cloro en una transferencia parcial de electrones.Por tanto, en la formación de cloruro de hidrógeno, el hidrógeno se oxida y adquiere una carga positiva parcial, mientras que el cloro se reduce y adquiere una carga negativa parcial. Dado que se producen tanto el proceso de oxidación como el de reducción, esta es una reacción redox. En general, las reacciones redox entre no metales involucran la transferencia parcial de electrones entre los elementos para formar un compuesto covalente.

4.10:

Reacciones de Oxidación-Reducción

Reacciones de oxidación-reducción

La atmósfera de la Tierra contiene alrededor del 20% de oxígeno molecular, O2, un gas químicamente reactivo que juega un papel esencial en el metabolismo de los organismos aeróbicos y en muchos procesos ambientales que dan forma al mundo. El término oxidación se utilizó originalmente para describir las reacciones químicas que involucran a O2, pero su significado ha evolucionado para referirse a una clase de reacción amplia e importante conocida como reacciones de oxidación-reducción (redox). 

Algunas reacciones redox implican la transferencia de electrones entre especies reactantes para producir productos iónicos, como la reacción entre el sodio y el cloro para producir cloruro de sodio:

Eq1

Es útil ver el proceso con respecto a cada reactante individual, es decir, representar el destino de cada reactante en forma de una ecuación llamada semireacción:

Eq2

Eq3

Estas ecuaciones muestran que los átomos de Na pierden electrones mientras que los átomos de Cl (en la molécula Cl2) ganan electrones, los subíndices “s” en los iones resultantes significan que están presentes en la forma de un compuesto iónico sólido. Para las reacciones redox de este tipo, la pérdida y ganancia de electrones definen los procesos complementarios que ocurren:

oxidación = pérdida de electrones

reducción = ganancia de electrones

En esta reacción, el sodio se oxida y el cloro se reduce. Visto desde una perspectiva más activa, el sodio funciona como un agente reductor (reductor), ya que proporciona electrones (o reduce) al cloro. Del mismo modo, el cloro funciona como un agente oxidante (oxidante), ya que elimina efectivamente los electrones del sodio (oxida).

agente reductor = especie oxidada

agente oxidante = especie que se reduce

En general, un agente oxidante gana un electrón del agente reductor, y él mismo se reduce. La carga de un agente oxidante se vuelve más negativa. Del mismo modo, un agente reductor cede un electrón al agente oxidante y se oxida. La carga de un agente reductor se vuelve más positiva.

Sin embargo, algunos procesos redox no implican la transferencia de electrones. Considere, por ejemplo, una reacción similar a la que produce NaCl:

Eq4

El producto de esta reacción es un compuesto covalente, por lo que la transferencia de electrones en el sentido explícito no está involucrada. Para aclarar la similitud de esta reacción con la anterior y permitir una definición inequívoca de las reacciones redox, se ha definido una propiedad llamada número de oxidación. 

Este texto ha sido adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 4.2: Clasificación de las Reacciones Químicas.