Reducció-oxidació

Atalls Oxidació

Archiu:Pila Cu Ag. caps block 0

La pila Cu-Ag, un eixemple d'una reacció rédox

Archiu:Rust-flake-macro.jpg

Péntol de metal oxidado (corroído)

Es denomina reacció de reducció-oxidació (també, reacció d'òxit-reducció o simplement reacció rédox) a tota reacció química en la que un o més electrons es transferixen entre els reactius, provocant un canvi en els seus estats d'oxidació.^[1]

Per a que existixca una reacció de reducció-oxidació, en el sistema deu haver un element que cedixca electrons, i un atre que els accepte:

l'agent oxidant és aquell element químic que tendix a captar eixos electrons, quedant en un estat d'oxidació inferior al que tenia, és dir, sent reduït.

l'agent reductor és aquell element químic que suministra electrons de la seua estructura química al mig, aumentant el seu estat d'oxidació, és dir, sent oxidado.^[2]

Quan un element químic reductor cedix electrons al mig, es convertix en un element oxidado, i la relació que guarda en el seu precursor queda establida per mig de lo que es diu un «parell rédox». Análogamente, es diu que, quan un element químic capta electrons del mig, este es convertix en un element reduït, i igualment forma un parell rédox en el seu precursor oxidado. Quan una espècie pot oxidarse, i al mateix temps reduir-se, se li denomina anfolito, i al procés de l'oxidació-reducció d'esta espècie se li crida anfolización o dismutacion.

Principi de electroneutralidad

El principi de electroneutralidad de Pauling correspon a un método d'aproximació per a estimar la càrrega en molèculas o ions complexos; este principi supon que la càrrega sempre es distribuïx en valors propencs a 0 (és dir, -1, 0, +1).

Dins d'una reacció global rédox, es dona una série de reaccions particulars cridades semirreacciones o reaccions parcials.

Semirreacción de reducció: $2 e^{-} + C u^{2 +} ⟶ C u$
Semirreacción d'oxidació: $F e ⟶ F e^{2 +} + 2 e^{-}$

o més comunament, també cridada equació general:

$F e + C u^{2 +} ⟶ F e^{2 +} + C u$

La tendència a reduir o oxidar a atres elements químics es quantifica per mig del potencial de reducció, també cridat potencial rédox. Una titulació rédox és aquella en la que un indicador químic indica el canvi en el percentage de la reacció rédox per mig del virage de color entre l'oxidant i el reductor.

Oxidació

Archiu:Rust.jpg

Oxidació del ferro

L'oxidació és una reacció química a on un element pert electrons, i per lo tant aumenta el seu estat d'oxidació.^[3] Es deu tindre en conte que en realitat una oxidació o una reducció és un procés pel qual canvia l'estat d'oxidació d'un compost. Este canvi no significa necessàriament un intercanvi de ions. Implica que tots els composts formats per mig d'un procés redox són iònics, ya que és en estos composts a on sí es dona un enllaç iònic, producte de la transferència d'electrons. Per eixemple, en la reacció de formació del clorur d'hidrogen a partir dels gasos dihidrógeno i dicloro, es dona un procés rédox i no obstant es forma un compost covalente. Estes dos reaccions sempre es donen juntes; és dir, quan una substància es oxida, sempre és per l'acció d'una atra que es reduïx. Una cedix electrons i l'atra els accepta. Per esta raó, es preferix el terme general de reaccions rédox.

La vida mateixa és un fenomen rédox. l'oxigen és el millor oxidant que existix degut a que la molècula és poc reactiva (pel seu doble enllaç), i no obstant és molt electronegativo, casi tant com el flúor. La substància més oxidant que existix és el catión KrF+
perque fàcilment forma Kr i F+
. Entre unes atres, existixen el permanganato de potassi (KMnO
4), el dicromat de potassi (K
2Cr
2O
7), el aigua oxigenada (H
2O
2), el àcit nítric (HNO
3), els hipohalitos i els halatos (per eixemple el hipoclorito de sodi (NaClO) molt oxidant en mig alcalino i el bromato de potassi (KBrO
3)). El ozon (O
3) és un oxidant molt enèrgic:

$B r^{-} + O_{3} ⟶ B r O_{3}^{-}$

El nom de "oxidació" prové de que, en la majoria d'estes reaccions, la transferència d'electrons es dona per mig de l'adquisició d'àtoms d'oxigen (cessió d'electrons) o viceversa. No obstant, l'oxidació i la reducció pot donar-se sense que hi haja intercanvi d'oxigen de per mig: per eixemple, l'oxidació de yodur de sodi a yodo per mig de la reducció de clor a clorur de sodi:

$2 N a I + C l_{2} ⟶ I_{2} + 2 N a C l$

Esta pot desglossar-se en els seus dos semirreacciones corresponents:

Semirreacción de reducció:

C l_{2} + 2 e^{-} ⟶ 2 C l^{-}

Semirreacción d'oxidació:

2 I^{-} ⟶ I_{2} + 2 e^{-}

Eixemple

El ferro pot presentar dos formes oxidadas:

Òxit de ferro (II): LLEIG.
Òxit de ferro (III): Fe
2O
3.

Reducció

La reducció és el procés electroquímic pel qual un àtom o un ion gana electrons. Implica la disminució de la seua estat d'oxidació. Este procés és contrari al d'oxidació.

Quan un ion o un àtom es reduïx presenta estes característiques:

Actua com agent oxidant.
És reduït per un agent reductor.
Disminuïx el seu estat o número.

Eixemple

El ion ferro (III) pot ser reduït a ferro (II):

$F e^{3 +} + 1 e^{-} ⟶ F e^{2 +}$

En química orgànica, la disminució d'enllaços d'àtoms d'oxigen a àtoms de carbono o l'aument d'enllaços d'hidrogen a àtoms de carbono s'interpreta com una reducció. Per eixemple:

$C H \equiv C H + H_{2} ⟶ C H_{2} = C H_{2}$ (l'etino es reduïx per a donar eteno).
$C H_{3} - C H O + H_{2} ⟶ C H_{3} - C H_{2} O H$ (l'etanal es reduïx a etanol).

Número

La quantificació d'un element químic pot efectuar-se per mig del seu número. Durant el procés d'oxidació, l'número o també cridat estat d'oxidació de l'element aumenta. En canvi, durant la reducció, l'número de l'espècie que es reduïx disminuïx. L'número és un número entero que representa el número d'electrons que un àtom posa en joc quan forma un enllaç determinat. En un element pur tots els àtoms són neutres, ya que estos no tenen càrrega i se'ls assigna l'estat d'oxidació 0.

L'número:

Aumenta si l'àtom pert electrons (l'element químic que es oxida), o els compartix en un àtom que tinga tendència a captar-los.
Disminuïx quan l'àtom guanya electrons (l'element químic que es reduïx), o els compartix en un àtom que tinga tendència a cedir-los.

Regles per a assignar l'número

L'número de tots els elements sense combinar és zero. Independentment de la forma en que es representen dits números.
L'número de les espècies iòniques monoatómicas coincidix en la càrrega del ion.
L'número del hidrogen combinat és +1, llevat en els hidrurs metàlics, a on el seu número és –1 (ej: AlH
3, LiH).
L'número del oxigen combinat és –2, llevat en els peròxits, a on el seu número és –1 (ej.:Na
2O
2, H
2O
2).
L'número en els elements metàlics, quan estan combinats és sempre positiu i numèricament igual a la càrrega del ion.
L'número dels halógenos en els hidrácidos i les seues respectives sals és –1, en canvi l'número del sofre en el seu hidrácido i respectives sals és –2.
L'número d'una molècula neutra és zero, per la qual cosa la suma dels número dels àtoms que constituïxen a una molècula neutra és zero.
La càrrega elèctrica total d'una molècula no-neutra (no nula) es correspon en la suma algebraica dels número de totes les espècies atòmiques que la constituïxen. ( ej: MnO−
4 = (1)*(+7) + (4)*(-2) = -1).

Referències

↑ Burriel Martí, Fernando; Arribes Jimeno, Siro; Lucena Comte, {{{nom3}}}; Hernández Méndez, {{{nom4}}} (2007). Química analítica qualitativa, Editorial Paraninfo, p. 175. ISBN 9788497321402. «[...] també cridades reaccions rédox, són aquelles en les que canvia l'estat o grau d'oxidació de les espècies reaccionantes; es produïx un intercanvi d'electrons entre els reactius.»
↑ Química per al nou mileni. (Octava edició). Escrit per John William Hill, Doris K Kolb. Pàgina 204.
↑ Química: la ciència central. Escrit per Theodore L. Brown,Bruce E. Bursten, Julia R. Burdge. Pàgina 128.

Este artícul conté una traducció derivada de «Reducción-oxidación» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[def-editparaninfo-1] Burriel Martí, Fernando; Arribes Jimeno, Siro; Lucena Comte, {{{nom3}}}; Hernández Méndez, {{{nom4}}} (2007). Química analítica qualitativa, Editorial Paraninfo, p. 175. ISBN 9788497321402. «[...] també cridades reaccions rédox, són aquelles en les que canvia l'estat o grau d'oxidació de les espècies reaccionantes; es produïx un intercanvi d'electrons entre els reactius.»

[2] Química per al nou mileni. (Octava edició). Escrit per John William Hill, Doris K Kolb. Pàgina 204.

[3] Química: la ciència central. Escrit per Theodore L. Brown,Bruce E. Bursten, Julia R. Burdge. Pàgina 128.

[1]

[2]

[3]