oxidacion_reduccion9

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Oxido-Reducción

Física y QuímicaSegundo Año de Bachillerato

Lic. Silvia Morales Jácome

Destreza con criterio de desempeño

Reconocer  los  procesos de oxidación y reducción  en  la  explicación  de  la  importancia

 de los número o índices de oxidación de los elementos químicos.

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OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN Los procesos químicos de oxidación reducción son

muy comunes en la naturaleza. Ejemplo:

maduración de las frutas

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corrosión de los metales

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Historia El término Oxidación comenzó a usarse

para indicar que un compuesto incrementaba la proporción de átomos de Oxígeno.

Igualmente, se utilizó el termino de Reducción para indicar una disminución en la proporción de oxígeno.

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Óxido - Reducción

En todo proceso de oxidación – reducción se lleva a efecto una transferencia de electrones.

Mientras una sustancia se oxida, es decir pierde electrones, la otra sustancia se reduce, es decir gana electrones.

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Conceptos básicos

NUMERO DE VALENCIA:Es la cantidad de electrones que posee un átomo en el nivel más externo, y son los que interactúan durante las reacciones químicas.

Elemento Configuración No. de electrones de Valencia

Oxígeno O 2s22p4 [He] 6 (grupo VIA)

Potasio K 4s1 [Ar] 1 (grupo IA)

Bromo Br 4s23d104p5 [Ne] 7 (grupo VIIA)

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Conceptos Básicos

NÚMERO DE OXIDACIÓNTambién conocido como el estado de oxidación“Es el número de cargas que tendría un átomo en un compuesto si sus electrones de valencia fueran transferidos completamente”

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Estados de Oxidación fija de los metalesALCALINOS MONOVALENTES (1+)

ALCALINOTÉRREOS DIVALENTES

TÉRREOS TRIVALENTES

+2 +3Hidrógeno = H ( -1 en los hidruros metálicos)Litio = LiSodio = NaPotasio = KRubidio = RbCesio = CsFrancio = FrAmonio = NH4

Plata = Ag  

Berilio = BeMagnesio = MgCalcio = CaEstroncio = SrBario = BaRadio = RaZinc = ZnCadmio = Cd 

Aluminio = AlBismuto = BiYtrio = YLantano = La 

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METALES CON ESTADO DE OXIDACIÓN FIJA

TETRAVALENTES HEXAVALENTES+4 +6

Osmio = OsIridio = IrPaladio = PdZirconio = ZrHafnio = Hf

Uranio = UMolibdeno = MoWolframio = Wo Tugsteno = Tg  

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Metales con E.O. variableMONO Y DIVALENTES MONO Y

TRIVALENTESDI Y TRIVALENTES

+1(-oso) +2 (-ico) +1(-oso) +3 (-ico) +2 (-oso) +3 (-ico)Cobre = CuMercurio = Hg  

Oro = AuTalio = Tl 

Hierro = FeCobalto = CoNiquel = NiCromo = Cr ( +6 –ico )como no metal)Manganeso = Mn ( +4, +6, +7 como no

metal) oso ico per -ico

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DI Y TETRAVALENTES TRI Y TETRAVALENTES TRI Y PENTAVALENTES+2 (-oso) +4 ( ico) +3 (oso) +4 ( -ico) +3 (-oso) +5 (ico)Plomo = PbEstaño = SnPlatino = Pt

Cerio = CePraceodimio = Pr

Vanadio = VNiobio = NbTantalio = Ta 

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E.O de los No metalesHALÓGENOS MONOVALENTES ANFÍGENOS DIVALENTES–1(uro); +1(hipo – oso); +3(-oso); +5(-ico), +7(per –ico) 

–2(uro); +2(hipo -oso); +4(-oso); +6(-ico)

Fluor = F (únicamente con –1)Cloro = ClBromo = BrYodo = ICiano = CN (únicamente con –1)

Oxígeno = O (únicamente con –2 y –1 en los peróxidos) Azufre = SSelenio = SeTeluro = Te

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NITROGENOIDES TRIVALENTES CARBONOIDES TETRAVALENTES-3 (-uro); +3 (-oso); +5 (-ico) –4 (-uro) +2(-oso); +4, (-ico)Nitrógeno = N :+1(hipo-oso),+2(-oso);+4(-ico)Fósforo = PArsénico = AsAntimonio = SbBoro = B (únicamente con –3 (uro) y +3 (-ico) 

Carbono = CSilicio = SiGermanio = Ge

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Reglas para determinar los Estados de Oxidación

1) Todos los elementos en estado neutro tienen E.O. = 0.Ejemplo: Fe en estado libre tiene E.O = 0H2 tiene E.O = 0O2 tiene E.O. = 0P en estado libre o basal tiene E.O = 0Al en estado libre tiene E.O = 0

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2) El oxígeno (O) en óxidos, ácidos y sales oxácidas tiene E.O. = –2.Ej:

Na2O H2SO4 CaCO3

Excepto en los peróxidos el Oxígeno tiene E.O = -1. Ej:

1- 1- 1-

H2O2 Na2O2 CaO2

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-2 -2 -2

Reglas para determinar los Estados de Oxidación

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3) El Hidrógeno tiene E.O = +1 en todos los compuestos, Ej: 1+ 1+ 1+

H2SO4 NaHCO3 Ca(OH)2excepto en los hidruros metálicos el H tiene E.O. 1-

1- 1-

LiH FeH3

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Reglas para determinar los Estados de Oxidación

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4. El E.O. de los iones monoatómicos es el mismo que la carga de su ion.Ej: KCl Al2Se3

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+1 -1 +3 -2

Reglas para determinar los Estados de Oxidación

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5. En un ión poliatómico, la suma de los E.O. de todos los átomos es igual a la carga del ion.

Ej: 2- 4-

En el ión (CO3) En el ión (P2O7) 4+ 2- 5+ 2-

CO3 P2O7

4+6-= 2- 10+ 14- = 4-15

Reglas para determinar los Estados de Oxidación

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6. La suma algebraica todos los E.O. de una molécula neutra es siempre 0.EjemploEjemplo: Calcular el E.O. del S en ZnSO4

E.O.(Zn) = +2; E.O.(O) = –2;+2+ X -2

ZnSO4 +2 +x –(2x4) = 0

+2 +X – 8 = 0X= +8 -2

X = +6 El E.O del S es +6

.

Reglas para determinar los Estados de Oxidación

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Encuentre el E.O. del Te en el Fe2(TeO3)3

Fe2(TeO3)3 Recuerde que el E.O del catión Fe y del anión (TeO3)

+6 -6 = 0 se intercambiaron al formar la sal neutra Para encontrar el E.O del Se debe realizar el siguiente proceso: X -2 =-2 (TeO3) x – (2x3) = -2 x – 6 = -2 x = +6 -2 x = +4 Entonces el Te trabaja con

+4

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+3 -2

Ejercicios modelo: Cómo determinar los E.O. de un compuesto:

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Ejercicio Modelo 2 Calcular el E.O. del As en el Al4(As2O7)3

Al4(As2O7)3 Se puede deducir fácilmente el E.O. +12 -12 = 0 debido a que siempre se intercambia Los E.O al momento de formar las sales Pero como deducir el E.O del As:

(As2O7) 2X - (2)(7) = -4 2X - 14 = -4 2X= -4 + 14 2X = +10 x = +10/2

x = +5 Entonces el E.O del AS es +5

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+3 -4

-4

-2 X

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Ejercicio Modelo

Calcule el E.O. del Al4(As2O7)3 de forma directa:

Al4(As2O7)3

Entonces el E.O del AS es +5

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+3 -4-2

-14 = -4+10

+10/2 = + 5

+12 - 12 = 0

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Tarea: Resuelva en su cuaderno de deberes.

Calcular el E.O. de los siguientes elementos

El E.O del Cl en el HClO3

El E.O. del l en el Ni(IO2)2

El E.O. del Te en el Co2(TeO3)3

El E.O del Se en el Ca(HSe)2

El E.O. del P en el Pb2(P2O5) El E.O. del Sb en el Al4(Sb2O7)3

Coloque las nomenclaturas: Tradicional, IUPAC Y Stock de los compuestos

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Definición actual Oxidación: Pérdida de electrones

(o aumento en el número de oxidación). EjemploEjemplo: Cu0 Cu2+ + 2e–

Reducción: Ganancia de electrones (o disminución en el número de oxidación).

EjemploEjemplo: Ag+ + 1e– Ag0

Siempre que se produce una oxidaciónoxidación debe producirse simultáneamente una reducciónreducción.

Cada una de estas reacciones se denomina semirreacciónsemirreacción.

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ESCALA DE OXIDACION - REDUCCION

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Comprobar que la reacción de formación de hierro es una reacción redox. Indicar los E.O. de todos los elementos antes y después de la reacción. La reacción es la siguiente:

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

Ejercicio:

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Oxidantes y reductores Oxidante (Agente Oxidante): Es la

sustancia capaz de oxidar a otra, es decir que es la sustancia que contiene al elemento que se reduce.

Reductor (Agente Reductor): Es la sustancia capaz de reducir a otra, es decir que contiene al elemento que se oxida.

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Ejemplo de Oxidante y Reductor

Ejemplo:Ejemplo: Zn + 2AgZn + 2Ag++ Zn Zn2+2+ + 2Ag + 2Ag

Zn0 Zn2++ 2e Se oxida (pierde 2e–) AGENTE REDUCTOR (A.R)

2Ag+1+1e (2) 2Ag0

2Ag+1 +2e 2Ag0 Se reduce (gana 2e–)

AGENTE OXIDANTE (A.O)

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Tarea: Resuelva los siguientes ejercicios en el cuaderno de deberes

Identifique el elemento que se oxida, el elemento que se reduce, el agente oxidante y el agente reductor en las siguientes reacciones:

1) Ni(s) + 3O2(g) = Ni2O3 (g) 2) Zn + HCl = ZnCl2 + H2

3) I2 + H2(g) = HI 4) Li + H2 = LiH 5) H2O + O2 = H2O2

Describa cada una de las reacciones utilizando las nomenclaturas tradicional, y Sistemática.

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Balanceo de ecuaciones

Se pueden utilizar dos métodos: Método de Oxido – reducción o

Redox Método del Ion electrónRecuerda: la ley de la conservación de

la masa de Lavoisier nos dice “La masa durante los cambios físicos y químicos no se crea ni se destruye”

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Tarea:

Copie en su cuaderno (en la parte de materia) el mapa conceptual del proceso para balancear ecuaciones por oxido reducción de su texto de Física y Química (página: 240).

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