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Reacciones red-ox. Conceptos generales
Número de oxidación
El número de electrones que gana o pierde un átomo se denomina número de oxidación. El número de oxidación de un ion monoatómico coincide con su carga.
Los átomos electronegativos son los que tienen tendencia a adquirir electrones, convirtiéndose en iones negativos o aniones (caso del Cl¿). Por su parte, los átomos electropositivos tienen tendencia a cederlos, convirtiéndose en iones positivos o cationes (como el Na+).
Existen unas reglas generales para calcular los números de oxidación:- Al átomo de oxígeno se le asigna siempre el número de oxidación ¿2.
- Al átomo de hidrógeno se le asigna el número de oxidación +1 con los no metales y ¿1 con los metales.
- A los átomos de litio, sodio, potasio, rubidio y cesio se les asigna siempre el número de oxidación +1.
- A los átomos de berilio, magnesio, calcio, estroncio y bario se les asigna siempre el número de oxidación +2.
Cálculo del número de oxidación
Para calcular el número de oxidación de un compuesto se procede de la siguiente forma:
- Para el SO3: se asigna al oxígeno el número de oxidación ¿2. Como hay tres átomos, el total será 3 × (¿2) = ¿6, con lo que, para que la molécula sea neutra, el azufre debe tener un número de oxidación de +6.
- Para el cromo en el K2Cr2O7, se comienza también con el oxígeno. Como hay siete átomos, el total será 7 × (¿2) = ¿14. El del potasio, como metal alcalino será de +1 y al haber dos átomos 2 × (+1) = +2.
Entre el oxígeno y el potasio suman un total de ¿12. Como los dos átomos de cromo deben sumar +12 para que el total sea 0, a cada uno le corresponde un número de oxidación de +6.
Concepto de oxidación-reducción
El proceso de oxidación es aquel por el cual un átomo o grupo de átomos pierde electrones:
Na ® Na+ + 1e-
El proceso de reducción es aquel por el que un átomo o grupo de átomos gana electrones:
Dado que siempre que un átomo pierde electrones es porque hay otro que los gana, los procesos de oxidación y reducción se dan simultáneamente por lo que se les denomina, de forma abreviada, red-ox, o redox.Cl2 + 2e- ® 2 Cl-
Reacciones de oxidación-reducción
En la reacción:
2 Na + Cl2 ® 2 NaCl
el sodio con número de oxidación cero pasa a formar cloruro de sodio, donde su número de oxidación es +1. Se ha producido una oxidación:
Na ® Na+ + 1e-
El cloro pasa de número de oxidación cero a -1. Se ha producido una reducción:
Cl2 + 2e- ® 2 Cl-
Como ambas reacciones de oxidación y reducción se dan simultáneamente, a cada una de ellas se las llama semirreacciones, y la reacción total es la suma de ambas:
2Na ® 2Na+ + 2e- Reacción de oxidación
Cl2 + 2e- ® 2 Cl- Reacción de reducción
2Na + Cl2 + 2e- ® 2 NaCl + 2e- Reacción total
Para sumar las dos semirreacciones, el número de electrones intercambiados entre ambas ha de ser el mismo, ya que los electrones que cede una especie son los mismos que el otro acepta.Agentes oxidantes y reductores
En una reacción red-ox la sustancia que interviene cediendo electrones se llama agente reductor o simplemente reductor. Como la cesión de electrones es un proceso de oxidación, el agente reductor es el que se oxida.
A la sustancia que interviene aceptando los electrones se le llama agente oxidante o simplemente oxidante. Como la captación de electrones es un proceso de reducción, el agente oxidante es el que se reduce.
En el ejemplo anterior el sodio era el que se oxidaba, es decir, el que cedía electrones, por lo que era el agente reductor. En cambio, el cloro era el que aceptaba los electrones, es decir, actuaba como el que se reducía, como oxidante.
La reacción de oxidación reducción más corriente es la corrosión de los metales, debido a la reacción con el medio ambiente que les rodea.
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