Reacciones Redox: Conceptos, Ajuste y Aplicaciones

Reacciones Redox

Oxidación

Es el proceso por el cual un reductor pierde electrones.

Reductor: Especie química que cede electrones a otra.

El reductor se oxida.

Semirreacción de oxidación:

Reducción

Es el proceso por el cual un oxidante gana electrones.

Oxidante: Especie química que toma electrones de otra.

El oxidante se reduce.

Semirreacción de reducción:

Ajuste de Reacciones Redox

Método Ion-Electrón

1. Escribir la reacción completa sin ajustar.
2. Escribir la reacción en forma iónica.
3. Asignar los números de oxidación a todas las especies que intervienen en la reacción.
4. Identificar los elementos que experimentan un cambio en su número de oxidación e identificar las especies oxidantes y reductoras.
5. Escribir las semirreacciones de oxidación y reducción, por separado.
6. Ajustar las masas y las cargas en las dos semirreacciones por separado.
   • Ajustar los átomos de cada elemento, excepto el oxígeno y el hidrógeno.
   • Ajustar el oxígeno, añadiendo tantas moléculas de agua en el lado deficitario como oxígenos falten.
   • Ajustar el hidrógeno, añadiendo iones H+ en el lado deficitario, tantos como hidrógenos falten.
   • Ajustar la carga eléctrica añadiendo electrones en ambos miembros.
7. Multiplicar las semirreacciones por un número para igualar el número de electrones captados (oxidante) o cedidos (reductor).
8. Sumar las semirreacciones, obteniendo la reacción iónica ajustada, eliminando los electrones y las especies comunes.
9. Para obtener la reacción molecular ajustada, colocar los coeficientes estequiométricos en la molécula de ácido para que el número de H+ sea el correcto. Comprobar que las especies que no han cambiado su número de oxidación, también están ajustadas.

Método Ion-Electrón en Medio Básico

1. Escribir la reacción completa sin ajustar.
2. Escribir la reacción en forma iónica.
3. Asignar los números de oxidación a todas las especies que intervienen en la reacción.
4. Identificar los elementos que experimentan un cambio en su número de oxidación e identificar las especies oxidantes y reductoras.
5. Escribir las semirreacciones de oxidación y reducción, por separado.
6. Ajustar las masas y las cargas en las dos semirreacciones por separado.
   • Ajustar los átomos de cada elemento, excepto el oxígeno y el hidrógeno.
   • Ajustar el oxígeno, añadiendo moléculas de agua en el lado que hay más oxígenos y, en el otro lado, añadimos el doble de iones OH-.
   • Al ajustar el oxígeno se ajusta el hidrógeno.
   • Ajustar la carga eléctrica añadiendo electrones en ambos miembros.
7. Multiplicar las semirreacciones por un número para igualar el número de electrones captados (oxidante) o cedidos (reductor).
8. Sumar las semirreacciones, obteniendo la reacción iónica ajustada, eliminando los electrones y las especies comunes.
9. Para obtener la reacción molecular ajustada, colocar los coeficientes estequiométricos en la molécula de ácido para que el número de H+ sea el correcto. Comprobar que las especies que no han cambiado su número de oxidación, también están ajustadas.

Representación de Celdas Electroquímicas

• La reacción de oxidación (ánodo) se representa a la izquierda.
• La reacción de reducción (cátodo) se representa a la derecha.
• El puente salino se representa con dos líneas verticales ( // ).
• El límite entre los electrodos y las disoluciones se representa con una línea vertical ( / ).

Potencial Estándar de Electrodo

• Si el potencial estándar es menor que 0, E0 < 0, el electrodo estudiado estará actuando como ánodo, y el electrodo estándar de hidrógeno (EEH), como cátodo.
• Si el potencial estándar es mayor que 0, E0 > 0, el electrodo estudiado estará actuando como cátodo, y el electrodo estándar de hidrógeno (EEH), como ánodo.

Espontaneidad de las Reacciones Redox

• E0pila > 0, proceso espontáneo.
• E0pila < 0, proceso no espontáneo.

Leyes de Faraday de la Electrólisis

Primera Ley de Faraday: La masa de la sustancia depositada o liberada en un electrodo durante la electrólisis es proporcional a la cantidad de corriente eléctrica que circula por la disolución o electrolito fundido.

Segunda Ley de Faraday: Para una misma cantidad de carga eléctrica, la masa de las sustancias depositadas o liberadas en los electrodos es proporcional a su masa atómica y al número de electrones intercambiados por cada una de ellas.