Equilibrio de las reacciones redox e identificación de agentes oxidantes y reductores

Identificación de agentes oxidantes y reductores

Una reacción redox ocurre cuando un electrón se transfiere de una sustancia a otra.

Una reacción de oxidación es una reacción que toma un electrón de una sustancia. Una reacción de reducción es una reacción que le da un electrón a una sustancia. Una reacción redox es una reacción en la que una sustancia cede un electrón y otra sustancia toma ese electrón. Sé que es extraño que ‘oxidación’ signifique ‘rendirse’ y ‘reducción’ signifique ‘absorber’, pero recuerde que un electrón tiene carga negativa, por lo que todo está un poco al revés. Renunciar a un electrón significa tener una carga más positiva. Tomar un electrón significa tener una carga más negativa.

Un agente oxidante es la sustancia que provoca la oxidación en otra sustancia. Los agentes oxidantes comunes incluyen oxígeno, peróxido de hidrógeno y halógenos. Un agente reductor es una sustancia que hace que otra sustancia se reduzca. Entonces, para identificar un agente oxidante, simplemente observe el número de oxidación de un átomo antes y después de la reacción. Si el número de oxidación es mayor en el producto, entonces pierde electrones y la sustancia se oxida. Si el número de oxidación es menor, entonces ganó electrones y se redujo. La sustancia que se reduce en una reacción es el agente oxidante porque gana electrones. La sustancia que se oxida en una reacción es el agente reductor porque pierde electrones.

Equilibrio de una reacción redox

Equilibrar una reacción de oxidación-reducción puede ser un poco complicado. Puede usar los pasos que usó anteriormente para equilibrar otras ecuaciones para comenzar, pero luego debe tener en cuenta los iones clave y los números de oxidación. Aquí hay una lista de pasos para ayudarlo a equilibrar una ecuación redox.

1. Identifica los reactivos y los productos.
   
   1. Escriba la ecuación desequilibrada en forma iónica y excluya los iones espectadores.
   2. Dé a cada átomo un número de oxidación e identifique cada átomo que cambia su número de oxidación. Ignore cualquier átomo que no cambie.
2. Escribe y equilibra las medias reacciones.
   
   1. Separe la ecuación en sus semirreacciones.
   2. Equilibre los átomos que no sean hidrógeno y oxígeno.
   3. Equilibre los átomos de oxígeno agregando moléculas de agua.
   4. Equilibre los átomos de hidrógeno agregando un ion de hidronio por cada átomo de hidrógeno y agregando un número igual de moléculas de agua al otro lado de la ecuación.
   5. Equilibre la carga agregando electrones si es necesario.
3. Haga que los electrones sean iguales y combine las semirreacciones.

Ejemplos

Equilibre la ecuación del sulfuro de hidrógeno en el aire que reacciona para formar dióxido de azufre y agua.

H 2 S + O 2 = SO 2 + H 2 O

1. Identifique los reactivos y los productos y asigne números de oxidación.

2. Escribe y equilibra las medias reacciones.

Tenga en cuenta que el azufre está cambiando de un número de oxidación -2 a un número de oxidación +4, por lo que tuvo que perder seis electrones. -2 + (-4) = -6.

El oxígeno está cambiando de un número de oxidación cero a un -2, ganando dos electrones. 0 + (-2) = -2. Dado que los átomos de oxígeno libres viajan en pares, el número real de electrones ganados es -4.

3. Las dos semirreacciones deben equilibrarse de modo que los electrones perdidos por el azufre sean los mismos que los ganados por el oxígeno.

Entonces, a partir de estas semirreacciones, sabes que un 2 tiene que ir delante del H 2 S y un 3 tiene que ir delante del O 2 en el lado de la reacción. En el lado del producto, los seis átomos de oxígeno necesarios para el equilibrio se dividen entre el SO 2 y el H 2 O.

La ecuación final es:

2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O

He aquí otro ejemplo. Equilibre la reacción redox entre el dióxido de manganeso y el ácido clorhídrico que forma agua, cloruro de manganeso (II) y cloro gaseoso.

MnO 2 + HCl = H 2 O + MnCl 2 + Cl 2

1. Identifique los reactivos y los productos y asigne números de oxidación.

2. Escribe y equilibra las medias reacciones.

Tenga en cuenta que Mn 4+ se reduce a Mn 2+ y Cl – se oxida a Cl.

El hidrógeno y el oxígeno son espectadores, así que no los incluya en este paso.

Las semirreacciones son:

Hay dos electrones ganados y dos electrones perdidos, por lo que esta parte está equilibrada. Toda la ecuación se ve así.

MnO 2 + 2HCl = H 2 O + MnCl 2 + Cl 2

Sin embargo, al verificar dos veces, esto nos da dos átomos de oxígeno en el lado izquierdo de la ecuación y solo uno en el derecho. La ecuación completa debe estar equilibrada. Para hacer esto, agregue un 4 delante del HCl reaccionante y un 2 delante del H 2 O producto .

La ecuación balanceada final se convierte en:

MnO 2 + 4HCl = 2H 2 O + MnCl 2 + Cl 2

Deben sumarse números para equilibrar la ecuación de reacción.

Fuerza de los agentes

Cuanto más activo es un elemento, más probable es que pierda electrones y sea un agente reductor. Cuanto más estrecha y fuerte es la sujeción de un átomo a sus electrones, más débil es como agente reductor. El flúor, por ejemplo, adora sus electrones y nunca quiere dejarlos ir, por lo que es un agente reductor débil. Por otro lado, es un agente oxidante muy fuerte porque gana electrones fácil y felizmente.

Resumen de la lección

Una reacción redox es una reacción en la que una sustancia cede un electrón y otra sustancia toma ese electrón. Un agente oxidante es la sustancia que provoca la oxidación en otra sustancia. Un agente reductor es algo que hace que otra sustancia se reduzca. Si el número de oxidación es mayor en el producto que en el reactivo, entonces la sustancia perdió electrones y la sustancia se oxidó. Si el número de oxidación es menor, entonces ganó electrones y la sustancia se redujo. La sustancia que se reduce en una reacción es el agente oxidante porque gana electrones. La sustancia que se oxida en una reacción es el agente reductor porque pierde electrones.

El equilibrio de las reacciones redox se realiza en tres pasos:

1. Identifica los productos y reactivos.
2. Escribe y equilibra las medias ecuaciones.
3. Haga que los electrones sean iguales y combine las semirreacciones.

Resultado de la lección

Después de ver el video, los estudiantes deberían poder:

• Explica qué es una reacción redox.
• Definir un agente oxidante y un agente reductor.
• Demostrar y escribir una ecuación redox balanceada