REACCIONES DE OXIDO REDUCCIÓN

Reacciones de Oxido –Reducción

Las reacciones de oxido reducción son reacciones de transferencia de electrones.

El siguiente esquema donde las especies modifican su carga eléctrica o Número de
Oxidación



1-Oxidación : es una pérdida de electrones y la especie que experimenta tal pérdida de electrones aumenta su Número de Oxidación o Carga eléctrica



2-Reducción : es una ganancia de electrones y la especie que experimenta tal ganancia de electrones disminuye su Número de Oxidación o Carga eléctrica



Si las semirreacciones se suman, esto es, se reúnen los términos de las ramas izquierdas y se igualan a los términos de las ramas derechas y se cancelan los términos iguales o repetidos a ambos lados de la igualdad.

La reacción resultante es la global, la reacción de oxido-reducción o redox.

A0 = A+ + e- Semirreacción de oxidación
B0 + e- = B- Semirreacción de reducción
______________________________________

A0 + B0 + e- = A+ + e- + B-
A0 + B0 = A+ + B-

Toda semirreacción correctamente escrita presenta el correcto.
a) Balance de mas
b) Balance de carga

Las reacciones de oxido reducción implican la variación de la carga eléctrica. Así asignemos entonces los números de oxidación correctos y si hay variaciones se trata de reacciones oxido- reducción o redox.

Enseguida escribamos las semirreacciones de Oxidación y las de Reducción más elementales correspondientes a cada caso, observemos que la transferencia de un electrón significa la variación de una unidad de la carga.

Transformemos aquellas semirreaciones, mediante las amplificaciones adecuadas, estas amplificaciones deben ser tales que el numero de electrones cedidos debe ser igual a los captados .

Habiendo adecuado las semirreacciones, luego las sumamos . A tal ecuación le agregamos en ambos miembros los átomos grupos o cargas de tal forma de llegar a la expresión definitiva de la ecuación de la transformación original





Reductores y oxidantes



Los potenciales standars



Comparando los potenciales standard . Por tener el Hidrógeno tendencias intermedias respecto de la oxidación o de la reducción ( Recordar el H+ y el H- ) se establece como valor de referencia y convencionalmente se le asigna el valor de 0,000 Voltios.

Los potenciales eléctricos son de índole Intensiva




En la Tabla el signo y el valor del potencial standard indican la tendencia y fuerza a que las semirreacciones ocurran. Así la tendencia a la oxidación del Na0 es muy alta, en cambio, la tendencia a la oxidación del plata Ag0 es muy baja.
Dado tal significado para las semirreacciones y sus potenciales es absolutamente comprensible la presentación de las tablas de semirreacciones y potenciales de reducción, que aparecen en alguna literatura



”Cuando una semirreacción se invierte; el potencial cambia de signo"

El potencial eléctrico asociado a las reacciones redox

Aunque parezca sorprendente, a toda reacción redox se le puede asociar un potencial eléctrico que se deriva precisamente de los potenciales de las semirreacciones que la conforman:

Semirreacción de oxidación A0 = A+ + e- E0A
Semirreacción de reducción B0 + e- =B- -E0B

+ _____________________________________________

A0 + B0 = A+ + B- ΔE0 = E0A + ( -E0B )

Por lo tanto a las reacciones redox se les asocia un potencial que es igual a la suma algebraica de los potenciales asociados a cada semirreacción. El significado del ΔE0 deriva del significado de los potenciales de semirreacciones.
El signo indica el sentido de la reacción espontánea y la magnitud indica la fuerza..
Los ΔE0 cobran gran significado en situaciones electroquímicas de gran importancia práctica . Estas situaciones son las pilas o celdas galvánicas, la electrólisis y la corrosión de los metales.

Las pilas o Celdas Galvánicas

Corresponden a reacciones redox cuyo potencial eléctrico es positivo, ΔE0 > 0, es decir reacciones que evolucionan espontáneamente liberando energía química a la forma de energía eléctrica.




luego ΔE0 > 0
Electrolisis

Corresponden a reacciones redox cuyo potencial eléctrico es negativo, ΔE0 < 0, es decir, reacciones que no evolucionan espontáneamente y que para forzar su ocurrencia se debe gastar energía eléctrica( proceso inverso al de una pila)



Al realizar una electrólisis se forma una pila. Esta pila empuja a los electrones en el sentido inverso al deseado para la electrolisis. Luego para que la electrólisis ocurra debe aplicarse un voltaje de electrólisis mínimo que sea capaz de vencer al voltaje de la pila.

Voltaje mínimo de electrolisis = Valor absoluto ΔE0

Como a toda reacción se le puede aplicar la condición de estequiometría, agregando esta vez a la condición, el número de moles de electrones que han circulado respecto de su propio coeficiente estequiométrico.



El número de moles de electrones que ha circulado es:
Δn e- = q ( Coulomb ) / 96500 (Coulomb/ mol de e-)



¿ Como se sabe q ? Por lo general q se determina en un determinado experimento por la relación q = I * t. ya que I = q/t

intensidad de la corriente (Amperios) = carga eléctrica (coulomb) / tiempo(segundos)

La corrosión de los metales

La corrosión es en general el deterioro de materiales por acción del medio ambiente. Desde luego, los potenciales standard de oxidación indicaran en forma general la tendencia a la corrosión de los diferentes metales. En la práctica hay muchas situaciones especiales como aquella del aluminio que se oxida fácilmente pero que luego la capa de oxido formada, muy compacta, impide posterior corrosión.

La corrosión de metales es consecuencia de reacciones redox entre el metal y agentes químicos presentes en el medio ambiente.

Esta corrosión tiene su primera causa en carácter heterogéneo de los materiales. Las distintas fases tienen potenciales standard de oxidación diferente y es precisamente este hecho el que provoca la formación de una infinidad de pilas en la superficie del metal con la ayuda de condiciones presentes en el medio ambiente. Las reacciones de estas celdas galvánicas destruyen el material y socavan las estructuras incrementando el efecto corrosivo.