Objetivo: El alumno conocera un proceso de oxidación-reducción. Consideraciones teóricas: Reacciones de oxcidación reducción (redox) Las reaccioens de oxidación-reducción, o reacciones redoz, se consideran como reacciones de transferencia de electrones: Las reacciones de oxidación reducción forman una gran parte del mundo que nos rodea. Este tipo de reacciones abarcan desde la combustión de combustibles fósiles, hasta la acción de los blanqueadores domesticos.Asimismo la mayoria de los elementos metalicos y no metalicos se obtienen a partir de sus minerales por procesos de oxidación o de reducción. Muchas reacciones redox importantes se llevan a cabo en agua, pero esto no quiere decir que todas las reacciones de oxidación.reducción sucedan en medio acuoso. Como ejemplo se puede tomar la formacion de oxido de calcio (CaO) a partir del calcio y el oxigeno: 2CA(s) +O2(g) →2CaO(s) El oxido de calcio (CaO) es un compuesto ionico formado por iones Ca2+ y O2.En esta reaccion, dos atomos de Ca ceden o transfieren cuatro electrones a dos atomos de oxigeno (O). Por conveniencia este proceso se visualiza como dos etapas, una implica la perdida de cuatro electrones por los dos atomos de calcio y la otra, la ganancia de los cuatro electrones por una molecula de O2. 2Ca→2Ca2+ + 4 eO2 +4e- → 2O2Cada una de estas etapas se denomina semirreacción, y explicitamente muestra los electrones que sontransferidos durante la reaaccion de oxidación-reducción. La suma de las semirreaciones produce la reacción global: 2Ca +O2 +4e- →2Ca2+ + 2O2- + 4ePor convenio no se muestran las cargas en la formula de un compuesto ionico, por lo que el oxido de calcio normalmente se representa como CaO y no como Ca2+O2-. El termino reaccion de oxidación se refiere a la semirreacción que implica la perdida de electrones.Antiguamente los quimicos empleaban el termino de oxidación para expresar la combinacion de elementos con el oxigeno. Sin embargo actualmente tiene un significado mas amplio ya que tambien incluye reacciones en las que no participa el oxigeno. Una reaccion de reducción es una semirreacción que implica una ganancia de electrones.En la formacion del oxido de calcio, el calcio se oxida. Se dice que actua como agente reductor porque dona electrones al oxigeno y hace que se reduzca. El oxigeno se reduce y actua como un agente oxidante porque acepta electrones del calcio y hace que este se oxide. Se debe observar que la magnitud de la oxidacion en una Los elementos que muestran un aumento en el numero de oxidacion se han oxidado. Para tener un seguimiento de los electrones en las reaccioens redox es conveniente asignar numeros de oxidacion a los reactivos y productos. la razon de esto es que las moleculas de HCL y de So2 son neutras y por lo tanto se deben cancelar las cargas. lo que si sucede en el caso del CaO.reaccion redox debe ser igual a la magnitud de la reducción. Sin embargo estas definicione no se aplican a la formacion del cloruro de hidrogeno (HCL). Como el HCL no es un compuesto ionico sino un compuesto molecular no se transfieren electrones durante la formacion de estos compuestos. pero como tenemos dos moleculas de oxigeno tenemos (-2*2 = -4) y al sumar -4+4 obtenemos como resultado el cero. al sumar estos dos numeros obtenemso cero. otro ejemplo es el del SO2 en el caso del azufre el número de oxidación es +4 y el del oxigeno es -2. A continuación se enlistan unas reglas para asignar el número de oxidación: . la disolucion pierde el color azul que denota la presencia de iones CU2+ hidratados. En el caso de los elementos que se reducen los numeros de oxidacion en el lado de los productos son menores que los de el lado delos reactivos. los cuales tienen como numero de oxidacion +1 y -1.→Cu Número de oxidación: Las definiciones de oxidacion y reduccion en terminos de perdida y ganancia de electrones se aplican a la formacion de compuestos ionicos como el CaO y a la reduccion de iones Cu2+ por el zinc. Los numeros de oxidación permiten identificar a simple vista los elementos que se han oxidado y los que se han reducido. Los numeros de oxidacion en un compuesto deben sumar cero en total como ejemplo podemos observar el caso del Hcl. El número de oxidación de un atomo tambien llamado estado de oxidación significa el numero de cargas que tendria un atomo en una molecula (o en un compuesto ionico) si los electrones fueran transferidos completamente. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu En el proceso. El proceso de transferencia de electrones es mas notorio en unas reacciones redox que en otras. Cuando se agrega zinc metalico a una disolucion que contiene sulfato de cobre (II) el zinc reduce al Cu2+ al donarle dos electrones. Las semirreacciones de oxidación y reducción en este caso serian: Zn → Zn2+ + 2eCu2+ + 2e. No obstante los quimicos tratan estas reaccioens como si fuesen reacciones redox porque experimentalmente se observa que hay una transferencia parcial de electrones del H al Cl. es decir el numero de electrones que pierde un agente reductor debe ser igual al numero de electrones que gana el agente oxidante. 6. Entonces el ion Li tiene un número de oxidación de +1 el ion Ba2+ +2.1.es -1/2. En estos casos por ejemplo: LiH. en el ion amonioNH4 el numero de oxidación del nitrogeno es de -3 y el del hidrogeno es de +1. que es igual a la carga neta del ion. en estado no combinado) cada atomo tiene un numero de oxidacion de cero. la suma de los números de oxidación de todos los elementos debe ser igual a la carga neta del ion. 4.Los numeros de oxidacion no tienen que ser enteros. En un ion poliatomico.Be.El numero de oxidacion del oxigeno es -2 en la mayoria de los cimpuestos (por ejemplo MgO) pero en el peroxido de hidrogeno (H2O2) y en el ion peroxido (O22) es -1.Cuando estan combinados con oxigeno por ejemplo en los oxiacidos y oxianiones tienen numeros de oxidación positivos.I) tienen numeros de oxidacion negativos cuando se encuentran como iones halogenuro en los compuestos. O 2. Por ejemplo el numero de oxidación del O en el ion superoxido O2.Asi cada atomo en H2 Br 2 Na.En los elementos libres (es decir. Por ejemplo.Br. 7. reacciones de descomposicion reacciones de desplazamiento y reacciones de desproporcion. Las reacciones de . su numero de oxidación es -1. NaH.K.En una molecula neutra la suma de los numero de oxidacion de todos los atomos debe ser cero.Para los iones constituidos por un solo atomo (es decir iones monoatomicos) el numero de oxidacion es igual a la carga del ion. Todos los metales alcalinos tienen un numero de oxdación de +1 y todos los metales alcalinoterreos tienen un numero de oxidacion de +2 en sus compuestos. 3. la reaccion es de tipo redoz por naturaleza.El fluor tiene un numero de oxidacion de -1 en todos sus compuestos. 5. el ion Fe3+ +3 y asi sucesivamente. Por lo tanto la suma de los números de oxidación es -3 +47(+1)= +1. Reacciones de combinacion: Una reaccion de combinacion puede representarse como si cualquiera de los reactivos A o B es un elemento. 2. Existen cuatro tipos comunes de reacciones redox: las reaccioens de combinacion. Los otros halógenos (Cl. Tipos de reacciones redox. El aluminio tiene un numero de oxidacion de +3 en todos sus compuestos.El numero de oxidación del hidrogeno es de +1 excepto cuando esta enlazado con metales en compuestos binarios. P 4 tiene el mismo numero de oxidación: cero. En una reaccion de desproporcion un reactivo siempre contiene un elemento que puede tener por lo menos tres estados de oxidación. En una reaccion de desproporcion un mismo elemento en un estado de oxidacion se oxida y se reduce al mismo tiempo. La fuerza de estos elementos como agentes oxidantes disminuye conforme se avanza del fluor al yodo. 1-Desplazamiento de hidrogeno: Todos los metales alcalinos y algunos metales alcalinoterreos que son lso mas reactivos de los elementos metalicos desplzaran al hidrogeno del agua fria.Desplazamiento de metal : Un metal de un compuesto tambien puede ser desplazado por otro metal en forma libre. El elemento mismo esta en un estado de oxidacion intermedio. asi el fluor molecular puede remplazar a los iones bromuro cloruro y yoduro. Reacciones de desplazamiento: En una reaccion de desplazamiento un ion (o atomo) de un compuesto se reemplaza por un ion (o atomo) de otro elemento. La mayoria de las reacciones de desplzamientose agrupan en tres categorias: desplazamiento de hidrogeno. Era importante mensionar todo lo anterior. El ion hipoclorato (CIO-) es el que oxida las sustancias coloridas en las manchas convirtiendolas en compuestos incoloros. asi como es necesario saber como asignar los números de oxidacion ya que el uso de estos es necesario para observar que elementos se oxidan y cuales se reducen en una reaccion. Reacciones de descomposicion: Las reacciondes de descomposicion son lo opuesto a las reacciones de combinacion . Reaccion de desproporcion La reaccion de desproporcion (o de dismutacion) es un tipo especial de reaccion desproporcion redox. concretamente una reaccion de descomposicion es la ruptura de un compuesto en dos o mas compuestos. es decir pueden existir estados de oxidacion superior e inferior para el mismo elemento.Desplazamiento de halogeno: el comportamiento de los halogenos en las reacciones de desplazamioento de halogenos se puede resumir de la siguiente manera.combinacion son aquellas en las que dos o mas sustancias se combinan para frmar un solo producto. 2. desplazamiento de metal y desplazmiento de halogeno. . F2 > Cl2 > Br2 > I2. ya que durante la practica se observara una reaccion de oxidación-reducción por lo tanto es necesario saber que es una reaccion redox. 3. Esta reaccion describe la formacion de los agentes blanqueadores caseros. 3. 4.Material Reactivos 3 2 vasos de precipitados de 100cm 1 Embudo 1 triangulo de porcelana Papel filtro 2 Probetas de 100ml 1 Pipeta graduada 2 Espatulas 1 Anillo de fierro NaHCO3 solucion al 25% de peso H2SO4 solucion al 5% volumen Cu en polvo Zn en polvo HNO3 concentrado Procedimiento: 1. .1 a 0.2 gramos de cobre en un vaso de precipitados de 10Cm3 de acido nitrico.A la solucion obtenida se le agregan de 0.1 a 0.2 gramos de Zinc en polvo y se agita continuamente hasta la formacion de un precipitado de color rojo ladrillo o cafe. hasta que reaccione y se recibe en un vaso de 100cm3.Se colocan de 0. 2-Agregar 25cm3 de solucion de bicarbonato de sodio al 25% en peso hasta la formacion de un precipitado de color azul.Se procede a filtrar la solucion anterior. conservando el precipitado y desechando la solucion. 5.Al precipitado se le agregan 20cm3 de solucion de acido sulfurico al 5% en volumen. Realizar esta operacion en la campana de estracción. Balancear la reaccion del inciso b Cu(NO3)2 + 2NaHCO3 → CuCO3 + CO2 + 2NaNO3 +H2O 3. mientras que el nitrogeno es el agente oxidante. es por eso que se debe colocar en la campana de extraccion y dejarlo ahi hasta que el gas se desprenda por completo.De las reacciones a y d. el agente reductor es el zinc mientras que el cobre se convierte en el agente oxidante.→ N2+ se redujo. agente oxidante. Y en la reaccion d el zinc se redujo.Reacciones: a) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O b) Cu(NO3)2 + NaHCO3 → CuCO3 + CO2 + NaNO3 +H2O c) CuCO2 + H2SO4 → CuSO4 + CO2 + H2O d) CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4 Cuestionario 1. R= en la reacción a el cobre es el agente reductor. indicar los elementos que se oxidan y los que se reducen R= En la reaccion a el cobre se oxido mientras que el nitrogeno se redujo. Cu0 + H1N5O32. ya que paso de Cu2+ a Cu0 4. . ya que paso de Zn0 a Zn2 y el cobre se redujo.Otro punto importante es que al momento de que hemos obtenido el precipitado de color azul y agregamos el acido sulfurico es necesario disolver todo el precipitado para poder observar la reacción correctamente. ya que esto puede tardar algunos minutos y se debe recordar que lo que nos importa cosnervar es el precipitado que se queda en el embudo.Indicar los agentes oxidantes y reductores de las reacciones a y d. Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO + 2H2O 2.se oxido Agente reductor N5+ . ya que en la primer reaccion se desprende un gas que puede ser dañino a la salud.¿A que sustancia corresponde el precipitado de color rojo o cafe obtenido en el punto 5? R= El precipitado de color rojizo que se formo corresponde al cobre. Observaciones: Es necesario ser cuidadosos durante el desarrollo de esta practica.Balancear por el metodo redox la reacción del inciso a. 5.3e. Y en la reaccion d. Tambien se debe ser paciente al momento de filtrar la solucion.→ Cu2+(N5O2-3)2 + N2+O2.H1+2O2Cu0 →Cu+2 + 2e. Con el desarrollo de esta practica fue posible observar como mediante las reacciones de oxido reduccion es posible volver a obtener un reactivo que se uso al principio de una serie de reacciones.Conclusiones. Bibliografia: Quimica septima edicion Raymond Chang y Williams college Editorial Mc Graw Hill 1004 paginas. como en este caso se uso el cobre como reactivo de una reaccion redox combinandose asi con otros elementos. se aplicaron otras dos reacciones quimicas y finalmente mediante otra reaccion de oxidacion-reducción se pudo obtener nuevamente el cobre. paginas consultadas 116-127 . Esto es un ejemplo de lo que se mencionaba en el marco teorico. gracias a las reacciones redox es posible obtener un elemento especifico de un compuesto quimico.