Fundamentos y Ajuste de Reacciones Redox: Estado de Oxidación y Método Ion-Electrón
Estado de Oxidación (EO) y Número de Oxidación
El Estado de Oxidación (EO) o Número de Oxidación es la carga que tendría un átomo si todos sus enlaces fueran iónicos. Esto implica considerar todos los enlaces covalentes polares como si, en lugar de tener fracciones de carga, tuvieran cargas completas. En el caso de enlaces covalentes polares, se debe suponer que la pareja de electrones compartidos está totalmente desplazada hacia el elemento más electronegativo. Es importante notar que el EO no tiene por qué ser la carga real que posee un átomo, aunque a veces coincide.
Reglas para Asignar el Estado de Oxidación
- Todos los elementos en estado neutro tienen EO = 0.
- El oxígeno (O) tiene EO = -2 en óxidos, ácidos y sales oxácidas.
- El hidrógeno (H) tiene EO = -1 en los hidruros metálicos y EO = +1 en la mayoría de los demás casos.
- Los metales, formando parte de moléculas, tienen EO positivos.
- La suma de los EO de un ion es igual a su carga eléctrica.
Fundamentos de las Reacciones Redox
- Oxidación
- Pérdida de electrones (o aumento del número de oxidación).
- Reducción
- Ganancia de electrones (o disminución del número de oxidación).
Principio fundamental: Siempre que se produce una oxidación, debe producirse simultáneamente una reducción. Cada una de estas reacciones se denomina semirreacción.
Agentes Redox
- Agente Oxidante
- Sustancia capaz de oxidar a otra, con lo que ella misma se reduce.
- Agente Reductor
- Sustancia capaz de reducir a otra, con lo que ella misma se oxida.
Ajuste de Reacciones Redox (Método del Ion-Electrón)
El ajuste de reacciones redox se basa en la conservación tanto de la masa como de la carga (los electrones que se pierden en la oxidación son los mismos que los que se ganan en la reducción). El objetivo es escribir las dos semirreacciones que tienen lugar e igualar el número de electrones de ambas para que, al sumarlas, los electrones se cancelen.
Procedimiento General de Ajuste
- Identificar los átomos que cambian su Estado de Oxidación (EO).
- Escribir las semirreacciones con las moléculas o iones que existan realmente en disolución, ajustando el número de átomos.
- Ajustar el número de electrones de forma que, al sumar las dos semirreacciones, estos desaparezcan.
- Escribir la reacción química completa, comprobando que toda la reacción queda ajustada.
Ajuste Redox en Medios Específicos
Ajuste Redox en Medio Ácido
En medio ácido, los átomos de oxígeno (O) que se pierden en la reducción van a parar al agua (H₂O), y los que se ganan en la oxidación provienen del agua. Los átomos de hidrógeno (H) se ajustan utilizando iones H⁺ (provenientes del ácido).
Ajuste Redox en Medio Básico
En medio básico, los átomos de oxígeno (O) que se ganan en la oxidación (o pierden en la reducción) provienen de los iones hidroxilo (OH⁻). Se utilizan iones OH⁻ en doble número, ya que la mitad de estos van a parar al agua (H₂O) junto con todos los átomos de hidrógeno. Se forman o se necesitan tantas moléculas de agua como átomos de oxígeno se ganen o pierdan, respectivamente.