A 3INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESIME
INGENIERIA EN COMUNICACIONE SY ELECTRONICA
1. INTRODUCCION
En esta practica el alumno aprendera como funciona el
proceso de oxidación-reducción (redox) por medio de la
experimentación que algunas sustancias y teóricamente efectuando
el balanceo y el (redox) de dichas sustancias químicas
2. CONSIDERACIONES TEORICAS
Se denomina reacción de
reducción-oxidación, óxido-reducción, o
simplemente reacción redox, a toda reacción
química en la cual existe una transferencia electrónica
entre los reactivos, dando lugar a un cambio en
los estados de oxidación de los mismos con respecto a los
productos.
Para que exista una reacción
redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda
electrones y otro que los acepte:
* El agente reductor es aquel elemento químico que suministra
electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado
de oxidación, es decir, siendo oxidado.
* El agente oxidante es el elemento químico que tiende a
captar esos electrones, quedando con un estado de
oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.1
Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se
convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su
precursor queda establecida mediante lo que se llama un par redox.
Analogamente, se dice que cuando un elemento
químico capta electrones del
medio se convierte en un elementoreducido, e igualmente forma un par redox con
su precursor oxidado.
3.1. Principio de electro neutralidad
Dentro de una reacción global redox, se da una serie de reacciones
particulares a las cuales se les llama semi- reacciones o reacciones parciales.
2 Na+ + 2 Cl−
2 Na + Cl2
o mas comúnmente:
2 NaCl 2 Na + Cl2
La tendencia a reducir u oxidar a otros elementos químicos se cuantifica
por el potencial de reducción, también llamado potencial redox.
Una titulación redox es una en la que un
indicador químico indica el cambio en el porcentaje de la
reacción redox mediante el viraje de color entre el oxidante y el
reductor.
2.2. Oxidación del hierro.
La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su
estado de oxidación.2 Se debe tener en cuenta que en realidad una
oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el
estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa
necesariamente un intercambio de electrones. Suponer
esto -que es un error común- implica que todos
los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto
que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace
iónico, producto de la transferencia de electrones.
Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de
hidrógeno a partir de los gases dihidrógeno y dicloruro, se da un
proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente.
Estas dos reacciones siempre se danjuntas, es decir, cuando una sustancia se
oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede
electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se
prefiere el término general de reacciones redox.
La propia vida es un fenómeno redox. El
oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula
es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo,
casi como
el flúor.
La sustancia mas oxidante que existe es el catión KrF+ porque
facilmente forma Kr y F+.
Entre otras, existen el permanganato de potasio (KMnO4), el dicromato de
potasio (K2Cr2O7), el agua oxigenada (H2O2), el acido nítrico
(HNO3), los hipohalitos y los halatos (por ejemplo el hipoclorito de sodio
(NaClO) muy oxidante en medio alcalino y el bromato de potasio (KBrO3)). El
ozono (O3) es un oxidante muy enérgico:
Br− + O3 BrO3−
El nombre de 'oxidación' proviene de que en la mayoría
de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la
adquisición de atomos de oxígeno (cesión de
electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción
puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por
ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la
reducción de cloro a cloruro de sodio:
2 NaI + Cl2 I2 + 2 NaCl
Esta puede desglosarse en sus dos semi- reacciones correspondientes:
2I− I2 + 2 e−
Cl2 + 2 e−
2 Cl−
Ejemplo
El hierro puede presentar dos formas oxidadas:
Óxido de hierro (II): FeO.
Óxido de hierro (III): Fe2O3
2.3. Reducción
En química, reducciónes el proceso electroquímico por el
cual un atomo o ion gana electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación.
Este proceso es contrario al de oxidación.
Cuando un ion o un atomo se reduce presenta
estas características:
*Gana electrones.
*Actúa como
agente oxidante.
*Es reducido por un agente reductor.
*Disminuye su estado o número de oxidación.
-Ejemplo
El ion hierro (III) puede ser reducido a hierro (II):
Fe3+ + e− Fe2+
En química organica, la disminución de enlaces de
atomos de oxígeno a atomos de carbono o el aumento de
enlaces de hidrógeno a atomos de carbono se interpreta como una
reducción. Por ejemplo:
CH CH + H2 CH2=CH2 (el etino se
reduce para dar eteno).
CH3–CHO + H2
CH3–CH2OH (el etanal se reduce a etanol).
2.4. Número de oxidación
La cuantificación de un elemento químico
puede efectuarse mediante su número de oxidación. Durante el
proceso, el número de oxidación del elemento
aumenta. En cambio, durante la reducción, el
número de oxidación de la especie que se reduce disminuye. El
número de oxidación es un número
entero que representa el número de electrones que un atomo pone
en juego cuando forma un enlace determinado.
2.5. El número de oxidación:
*Aumenta si el atomo pierde electrones (el elemento químico que
se oxida), o los comparte con un atomo que
tenga tendencia a captarlos.
*Disminuye cuando el atomo gana electrones (el elemento químico
que se reduce), o los comparte con un atomo que
tenga tendencia a cederlos.
3. DESARROLLO DE LA PRACTICA1. Se coloca de 0.1 a 0.2 gramos de Cobre en
un vaso de precipitados de 100cc y se agregan 2cc. de
HNO3
2. Agregar 25cc de solución de bicarbonato de Sodio al 25% en peso hasta
la formación de un precipitado de color azul.
3. Se procede a filtrar la solución anterior, conservando el precipitado
y desechando la solución
4. A precipitado se le agregan 20cc de solución de acido sulfúrico
al 5% en volumen, hasta que reaccione y se recibe n un
vaso de 100 cc
5. Ala solución obtenida agregar de 01 a 0.2 gramos de Zinc en polvo y
se agita continuamente hasta la formación de un precipitado de dolor
rojo ladrillo o café
4.-REACCIONES:
A) Cu+HNO3 Cu(NO3)2+NO+H2O
B) Cu(NO3)2+NaHCO3 CuCO3+CO2+NANO3+H2O
C) CuCO3+H2SO4 CuSO4+CO2+H2O
D) CuSO4+Zn Cu+ZnSO4
A) (Método: REDOX)
1 | -Cu- | 1 |
1 | -H- | 2 |
1 | -N- | 1 |
3 | -O- | 8 |
*Cu0+ H+1N+5O-23 Cu+2(N+5O-23)2 + N+2O-2 + H+12O-2
1.- Cu0 Cu+2
N+5 N+2
2.- Cu0 -2e- Cu+2
N+5 + 3e- N+2
(Cu0 -2e- Cu+2)2
(N+5 + 3e- N+2)3
3 | -Cu- | 3 |
8 | -H- | 8 |
8 | -N- | 8 |
24 | -O- | 24 |
+
+
3Cu0 -6e- 3 Cu+2
2N+5 + 6e- 2N+2
2N+5+3Cu0 2N+2 + 3 Cu+2
A= 3Cu+ 8HNO3 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O
B) (Método: “Tanteo”)
*Cu (NO3)2 + NaHCO3 CuCO3 + CO2 + NaNO3 + H2O
1 | -Cu- | 1 |2 | -N- | 1 |
9 | -O- | 9 |
1 | -Na- | 1 |
1 | -H- | 2 |
1 | -C- | 2 |
*Cu (NO3)2 + 2NaHCO3 CuCO3 + CO2 + 2NaNO3 + H2O
1 | -Cu- | 1 |
2 | -N- | 2 |
12 | -O- | 12 |
2 | -Na- | 2 |
2 | -H- | 2 |
2 | -C- | 2 |
B= Cu (NO3)2 + 2NaHCO3 CuCO3 + CO2 + 2NaNO3 + H2O (Balanceada)
C)
OXIDACION REDUCCION
N+5 + 3e- N+2 Cu0 Cu+2-2e-
Cu0 -2e- Cu+2 Cu+1 Cu+2+1e-
(Cu0 -2e- Cu+2)2
5.-CONCLUSIONES:
En esta practica se aprendió y se comprendió a hacer balances
de reacciones así como se practico el uso de materiales de laboratorio
como la campana que es muy poco utilizada. De igual manera se
analizo cuales son los elementos que se reducen y cuales eran os que se oxidan.
El agente reductor es aquel elemento químico
que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando
su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.
El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar
esos electrones, quedando con un estado de
oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.
BIBLIOGRAFIA
*Química III Transformaciones químicas y aplicaciones
JOSE MARIANO BRAVO TREJO
JOSE LUIS RODRIGUEZ HUERTA
1° Edición Mexico D.F. 2011
Grupo Editorial Exodo
*Lenguaje Manual de Química
JOHN A. DEAN
Editorial: McGraw-Hill
