El gran armario amarillo
Cuando ingresa a una sala de almacenamiento de productos químicos, ve muchos estantes de metal que contienen todo tipo de botellas que contienen productos químicos. Solo hay un gabinete grande y amarillo con carteles de advertencia y una cerradura en las puertas. Es el hogar de los ácidos. Averigüemos por qué están aislados del resto de sustancias químicas.
PLATAFORMA PETROLERA
Aparentemente, pasamos de los ácidos al aceite, pero realmente no lo hicimos. » OIL RIG » es un dispositivo mnemónico que nos ayudará en nuestro estudio de la reacción metal / ácido. » OIL » representa » la oxidación está perdiendo » y » RIG » representa » la reducción está ganando ». Las reacciones de metales y ácidos se denominan reacciones redox, de ahí los términos reducción y oxidación. Una reacción redox es aquella en la que un átomo, ión o molécula gana o pierde electrones.
La oxidación es cuando se pierden electrones. La reducción es cuando se obtienen electrones. Reunamos tres metales diferentes y dos ácidos diferentes de la sala de almacenamiento de productos químicos para crear algunas reacciones redox.
Magnesio
La pequeña pieza de metal gris brillante que colocamos en el vaso de precipitados es magnesio (Mg), que supuestamente es el noveno elemento más común en el universo. Agregamos ácido clorhídrico (HCl) al vaso de precipitados. Las burbujas comienzan a formarse inmediatamente, lo que es una señal de que se está produciendo una reacción. Escribamos la ecuación química que muestre los productos de esta reacción. Debería decirnos cuál es el gas.
Reacciones Ácido-Base en Química: Fundamentos, Teorías y Aplicaciones
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Dividamos esta ecuación en una ecuación iónica neta, que es una ecuación en la que cualquier cosa que no sea un sólido, agua o gas se descompone en sus iones. Todo lo que sea igual en ambos lados de la reacción se denomina ión espectador . Los iones espectadores no están involucrados en la reacción, así que los cancelamos.
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Podemos escribir las matemáticas para cada situación individualmente. Comenzaremos con las matemáticas del magnesio.
Reacciones de desplazamiento simple y doble
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Ahora haremos los cálculos de los hidrógenos.
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El átomo de magnesio perdió dos electrones, por lo que se oxidó. El hidrógeno se redujo porque pasó de tener una carga positiva como reactivo a ser neutro como producto. Ganó los dos electrones que perdió el magnesio.
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También podemos agregar magnesio al ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ). La sal, sulfato de magnesio, se produce junto con hidrógeno.
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La ecuación iónica neta nos muestra qué se oxida y qué se reduce.
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Lo único diferente en esta reacción es la sal producida. Veamos qué sucede al reaccionar un metal diferente con estos ácidos.
Zinc
Empezaremos con zinc y ácido clorhídrico.
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Obtenemos el mismo resultado en términos de lo que se oxida y se reduce. El cloruro de zinc es la sal producida en esta reacción. A continuación, agreguemos zinc al ácido sulfúrico.
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¿Ves emerger el patrón? El metal se oxida y el hidrógeno se reduce. La sal de esta reacción es el sulfato de zinc. Tenemos un metal más para agregar a estos ácidos: hierro.
Planchar
Hagamos una predicción basada en lo que hemos observado hasta ahora. En ambas reacciones, el hierro se oxidará y el hidrógeno se reducirá. Comenzaremos con hierro agregado al ácido clorhídrico y predeciremos que la sal producida será cloruro de hierro.
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¡Nuestra predicción es correcta! El hierro se oxidó, el hidrógeno se redujo y la sal producida fue cloruro de hierro (II). El (II) después del hierro solo nos dice cuántos electrones perdió el hierro.
Nuestra última reacción será con hierro y ácido sulfúrico. Esta vez, predice lo que sucederá en términos de lo que se oxida y reduce, y la sal que se produce. ¿Dijo que el hierro se oxidará, el hidrógeno se reducirá y el sulfato de hierro (II) será la sal producida? ¡Si es así, bien por ti! ¡Demostremos que tienes razón!
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¡Tu predicción fue correcta! El hierro perdió dos electrones, el hidrógeno ganó los electrones y la sal producida es sulfato de hierro.
Gas producido
¿Notó que, en cada reacción, se produjo gas hidrógeno? El hidrógeno es extremadamente combustible y puede provocar explosiones. El gas hidrógeno es lo que se utilizó en la aeronave Hindenburg, que tuvo un final desastroso y ardiente.
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Esta es la razón por la que los ácidos no se almacenan cerca del metal y se aíslan en gabinetes de plástico para ácidos. Si algún ácido se filtra de sus botellas a los estantes de metal, el gas hidrógeno se produce y se acumula en la habitación. ¡Una chispa al accionar un interruptor de luz podría encender el gas!
Resumen de la lección
Las reacciones redox reciben su nombre de la reducción y la oxidación .
- La oxidación es perder electrones.
- La reducción está ganando electrones.
Puede utilizar el dispositivo mnemónico » OIL RIG » para recordar esto.
Los iones espectadores son iones en una reacción química que no están realmente involucrados en la reacción.
Cuando el magnesio, el zinc y el hierro reaccionan con el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico, los metales se oxidan y el hidrógeno se reduce. Los metales comienzan sin carga y pierden electrones. El hidrógeno comienza con una carga positiva y termina eléctricamente neutro.
Las sales producidas son cloruros metálicos en las reacciones del ácido clorhídrico y sulfatos metálicos en las reacciones del ácido sulfúrico. Ambos son sales.
El otro producto de todas estas reacciones es el gas hidrógeno, que es muy combustible.
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