OXIRREDUCCI

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OXIRREDUCCIÓN Y ELECTROQUÍMICA

• Prof. Sandra González
• 1 de mayo de 2007

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REACCIÓN DE OXIRREDUCCIÓN

• Reacción donde se transfieren electrones
• Una de las especies pierde o dona uno o más
  electrones.
• A esta especie se le conoce como agente reductor,
  y se dice que se oxida.
• La otra especie acepta o gana uno o más
  electrones y se le conoce como agente oxidante.
• Se dice que esta especie se reduce.

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Números de oxidación

• Reglas
• Todo elemento en su estado elemental se le asigna
  un número de oxidación de 0
• Ej Na(S)
• Todo ion monoatómico se la asignará número de
  oxidación igual a su carga
• Ej. Ca2 ox. 2
• N3- ox. -3

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Números de oxidación

• Reglas (cont.)
• En compuestos binarios (formados por elementos
  distintos) se le asigna de ox. al átomo más
  electronegativo igual a la carga que llevaría en
  un compuesto iónico simple.
• Ej. CO2 En CaO, oxígeno tiene carga (-2),
  así que se le asigna de ox. Igual a 2 en el
  compuesto CO2.

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Números de oxidación

• Reglas (cont.)
• La suma de los números de oxidación de los
  elementos que forman un compuesto neutral suman a
  cero, y en un ion poliatómico suman a la carga
  del ion.
• Ej. 1 CO2 ( ox. C) 2(-2) 0
• ox. C 4
• Ej. 2 PCl3 ( ox. P) 3 (-1) 0
• ox. P 3
• Ej. 3 MnO4 - ( ox. Mn) 4(-2) -1
• ox. Mn -1 8
• ox. Mn 7

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Números de oxidación

• Reglas (cont.)
• H siempre tendrá ox. 1, excepto en hidruros ,
  donde será igual a -1( Ej. CaH2)
• Oxígeno siempre tendrá ox. -2, excepto en
  peróxidos donde será igual a 1 (Ej. H2O2)

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Balanceo de reacciones de oxirreducción
sencillas

• I2O5 (s) CO (g) I2 (s) CO2 (g)
• Paso 1 Asignar s de ox. A cada elemento
• (5) (-2) (2) (-2)
  (0) (4) (-2)
• I2O5 (s) CO (g) I2 (s) CO2
  (g)
• Paso 2 Dividir en medias reacciones
• I2O5 (s) I2 (s)
• CO (g) CO2 (g)

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Balanceo de reacciones de oxirreducción sencillas
Paso 3 Balanceo

(5)
(0) Media
reacción I2O5 (s) 10 e- I2 (s) de
reducción
(2) (4) Media
reacción CO (g) CO2 (g) 2 e- x 5 de
oxidación 5 CO (g) 5 CO2 (g) 10
e-
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Balanceo de reacciones de oxirreducción sencillas

• Paso 4 Suma de medias reacciones
• I2O5 (s) 5 CO(g) I2 (s) 5 CO2 (g)

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Electroquímica

• Una celda voltaica es una dispositivo donde la
  transferencia de electrones, en una reacción de
  oxirreducción espontánea, ocurre a través de un
  camino externo en vez de ocurrir directamente
  entre los reactivos. En la siguiente figura
  podemos observar un ejemplo de una celda voltaica.

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Celda Voltaica

• La celda voltaica consta de dos compartimientos.
  Cada compartimiento tiene un electrodo. Los
  electrodos son pedazos de metal conectados por un
  circuito externo. Cada electrodo está sumergido
  en una solución. Estas soluciones, por lo
  general, contienen el catión del metal del
  electrodo.
• En el compartimiento izquierdo de la celda, por
  convención, ocurre el proceso de oxidación. El
  electrodo pierde electrones y se oxida, formando
  el catión, el cual queda solvatado en la
  solución. Como en este proceso se liberan
  electrones, se le asigna un signo negativo a este
  electrodo y se le llama ánodo.

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Celda Voltaica

• Los electrones pasan a través del circuito
  externo hasta el electrodo del lado derecho. La
  especie catiónica en solución gana estos
  electrones, por lo que se reduce. Al reducirse,
  se convierte en metal sólido, el cual queda
  pegado a la superficie del electrodo. Al
  electrodo de la derecha, se le conoce como
  cátodo, y se le asigna signo positivo.
• Para que las soluciones mantengan su neutralidad,
  se introduce un puente salino, el cual contiene
  una sal disuelta que no interviene en la
  reacción. A

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Celda Voltaica

• medida que aumentan los cationes en el
  compartimiento izquierdo, fluyen aniones del
  puente salino para neutralizarlos. Por otro
  lado, a medida que disminuyen los cationes en el
  compartimiento derecho, fluyen cationes del
  puente salino para neutralizar el exceso de
  aniones en ese compartimiento.
•  
• Por qué ocurre este proceso en forma espontánea?
  Los electrones en cada uno de los metales que
  forman los electrodos de una celda, contienen una
  energía potencial dada. La diferencia en energía
  potencial de los electrones de cada electrodo es
  la fuerza motriz que hace que los electrones
  fluyan a través del circuito externo desde el
  ánodo hacia el cátodo.

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Celda Voltaica

• Para calcular la diferencia en potencial de la
  celda (diferencia entre los potenciales de cada
  electrodo se requiere conocer el potencial de
  reducción de cada media reacción
•  
• E0celda Ecátodo - Eánodo , donde ambos
  potenciales son de reducción.
•  
• Tomando un electrodo como referencia, y
  asignándole un potencial de reducción de cero
  (0.00 V), se puede determinar el potencial de
  reducción del otro electrodo de la celda. De
  esta manera se puede comparar los potenciales de
  los electrodos y ordenarlos por fortaleza como
  agente oxidante ( o como agente reductor, si
  utilizamos los potenciales de oxidación). Esto
  se conoce como una serie de actividad.