¿Qué son los equilibrios redox y cómo se ajustan?
Reacción redox es sinónimo de reacción de oxidación-reducción. ‘Oxidación’ significa que una especie química pierde electrones y ‘reducción’ que los gana.
En un compuesto químico el estado de oxidación de cada átomo viene indicado por su número de oxidación, siguiéndose los siguientes criterios:
- Tienen número de oxidación cero todos los elementos en estado libre y los enlaces carbono-carbono en los compuestos orgánicos.
- El número de oxidación de un ión es igual a su carga.
- El hidrógeno combinado siempre tiene número de oxidación +1, excepto en los hidruros de alcalinos o alcalinotérreos, donde es -1.
- En los haluros, el halógeno siempre tiene número de oxidación -1.
- En los sulfuros, el azufre siempre tiene número de oxidación -2.
- El oxígeno combinado siempre tiene número de oxidación -2, salvo en los peróxidos, en los que es -1.
- En un compuesto neutro la suma de los números de oxidación de los átomos que lo constituyen es cero. Por ejemplo, en el permanganato potásico, KMnO4, hay 1 potasio (K+), 1 manganeso (Mn7+) y 4 oxígenos (O2-), siendo cero la suma de sus números de oxidación: 1 x (+1) + 1 x (+7) + 4 x (-2) = 0.
En las reacciones redox unas sustancias ganan electrones a expensas de otras que los pierden. En el equilibrio no hay electrones libres y lo que pierden un reactivo lo debe tomar otro, de modo que el que los pierde actúa como ‘reductor’ y el que los gana como ‘oxidante’.
Conocida la reacción, a efectos del ajuste conviene tratar separadamente la oxidación y la reducción, de manera que sabiendo los electrones perdidos o ganados, respectivamente, se pueda establecer la estequiometría para que la carga neta resulte cero. Luego se completa el ajuste introduciendo las especies cuyo estado de oxidación no varía.
Veamos un ejemplo: el ácido clorhídrico (HCl) reacciona con el dióxido de manganeso (MnO2) dando cloruro de manganeso (MnCl2), cloro (Cl2) y agua (H2O):
Se reducen: 1 Mn4+ + 2 electrones para dar Mn2+
Se oxidan : 2 Cl– para dar 1 Cl20 + 2 electrones
El intercambio neto de electrones es cero: 2 Cl–+ 1 Mn 4+ dan 1 Mn 2+ + 1 Cl20
No se oxidan ni se reducen: 2 Cl– (del HCl) que aparecen como 2 Cl– (del MnCl2).
2 O2- (del MnO2) que aparecen como 2 O2- (de 2 H2O)
4 H+ (HCl) que aparecen como 4 H+ (de 2 H2O)
Luego la reacción ajustada es: 4 HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
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