PUCV.

INSTITUTO DE QUIMICA

APUNTES DE QUIMICAREACCIONES QUIMICAS Y REACCIONES REDOX

Reacciones Qumica

En nuestro alrededor continuamente estn sucediendo cambios en la materia que implican la transformacin de una sustancia en otras de naturaleza diferente. El proceso mediante el cual ocurren estos cambios se llama reaccin qumica, en el cual se forman y rompen enlaces, de tal manera que los tomos se reordenan de distinta manera. El resultado de este proceso produce un cambio qumico. La acidez estomacal, un fsforo quemado, un asado, la verdura cocida, un peridico con sus hojas amarillentas por la accin de la luz, todos estos son ejemplos de cambios qumicos.

Ejemplo la reaccin de Hidrgeno gaseoso y gas oxigeno para formar agua

H2 O2 H20

Las sustancias que participan en una reaccin qumica y las proporciones en que lo hacen, quedan expresadas en la ecuacin qumica correspondiente, que sirve de base para la realizacin de diferentes tipos de clculos qumicos. La representacin de la reaccin qumica es la ecuacin qumica

Ecuacin Qumica

Una reaccin qumica se puede representar por una ecuacin qumicaEn las reacciones qumicas la sustancia o sustancias iniciales se denominan reactivos o reactantes y las finales productos; el proceso de transformacin se representa mediante las llamadas ecuaciones qumicas en la forma:

Tanto los reactivos como los productos se escriben mediante sus frmulas correspondientes. La flecha indica el sentido de la transformacin. Si es posible conviene indicar en la ecuacin qumica el estado fsico de reactivos y productos, el cual se suele expresar mediante las siguientes abreviaturas situadas a continuacin de la frmula qumica:

(s) slido, (l) lquido, (g) gas, (ac) solucin acuosa

Ejemplo

2H2(g) + 1 O2)g) 2H2O(l)

1. Las sustancias que reaccionan (sustancias iniciales) es decir, los reactivos o reactantes, H2 y O22. Las sustancias que se forman (sustancias finales) es decir, los productos H2O.

3. Los coeficientes estequiomtricos de la reaccin son los nmeros delante del smbolo y frmula ejemplo el 2 delante del H2 , 1 ( por convencin no se escribe) delante del O2 , y el 2 delante del agua.

4. La flecha indica se forma se produce y el sentido en el que ocurre.

5 .Los subndices en los smbolos indican las cantidades relativas de las sustancias que participan en estos cambios.

6. En una ecuacin qumica, se escriben las sustancias que reaccionan o reactantes

(a la izquierda) y los productos (a la derecha), separados por una flecha

[ ] para indicar la direccin en que sucede la reaccin, o una doble flecha

[ ]para indicar que hay reaccin en ambos sentidos.

7. Cuando intervienen varias sustancias en los reactantes o aparecen varias sustancias en los productos, stos se separan por el signo ms(+). esto indica que se combinan, reaccionan. Ejemplo:

CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2estos reactantes forman estos productosEs importante considerar que una reaccin qumica ocurre solamente si el n total de tomos de reactantes es igual al n total de tomos de los productos, para que se cumpla la ley de conservacin de la masa.

Por lo tanto para escribir una reaccin qumica se deben considerar los siguientes aspectos:

Diferenciar los reactantes de los productos.

Escribir a la izquierda de la flechas las frmulas qumicas de los reactantes, y a la derecha las frmulas de los productos.

Verificar que se cumpla la ley de conservacin de la masa o materia. Para ello, el nmero total de tomos en reactantes debe ser igual al nmero total de tomos en los productos.

Escribir los smbolos que indican el estado fsico en el cual se encuentran los reactantes y los productos

Las condiciones de la reaccin chispa, ( *) temperatura, presin etc *

2H2(g) + 1 O2)g) 2H2O(l)

Tipos de Reacciones Qumicas

Algunos tipos de reacciones qumicas son: las reacciones de precipitacin, reacciones redox y reacciones acido base.

Reacciones de precipitacin

Reacciones de precipitacin. Este tipo de reacciones se producen entre dos compuestos en los cuales ocurre un intercambio o sustitucin mutua de iones que da lugar a dos nuevas sustancias qumicamente anlogas a las primeras, en donde una de ellas corresponde a un slido inico poco soluble, el cul precipita, en el tiempo. As el ion potasio desplaza al plomo en el nitrato de plomo, y es a su vez desplazado por el ion plomo en el Yoduro de potasio:

Pb(NO3) 2 (ac) + 2KI(ac) ( PbI2 (s) + 2KNO3 (ac)

Nitrato de plomo Yoduro de potasio Yoduro de Plomo amarillos y nitrato de potasio

Reacciones cido base. Este tipo de reacciones se caracteriza por la transferencia de H+, de una especie qumica a otra.Ejemplo la acidez estomacal producida por la secrecin de cidos se neutraliza con bicarbonato de sodio

NaHCO3 + HCl ( H2O + NaCl + CO2

Mapa Conceptual

Reaccin de Oxido Reduccin

Las reacciones redox o xido-reduccin son aquellas donde hay transferencia de electrones desde una sustancia que cede electrones (agente reductor) a una sustancia que capta electrones (agente oxidante).El n de electrones transferidos debe ser el mismo. Al ocurrir las transferencia de electrones cambian las cargas de los tomos esta carga se llama estado de oxidacin.

En este proceso de transferencia de electrones ocurre mediante 2 semirreacciones que ocurren simultneamente, estas son la semirreaccin de oxidacin y la semirreaccin de reduccin respectivamente.

La semirreaccin de oxidacin cede electrones, la semirreaccin de reduccin gana electrones

Semirreacciones de oxidacin. Se caracterizan porque existe una especie que cede electrones (se encuentra en los reactantes), por tanto se oxida, y al ceder la carga se hace ms positiva (aumenta el estado de oxidacin), a esta especie que cede electrones se le denomina agente reductor

Ejemplo Cu ---------( Cu+2 + 2 e oxidacin

Semirreacciones de reduccin. Se caracterizan porque existe una especie que gana electrones (se encuentra en los reactantes,) por tanto se reduce y al ganar electrones la carga se hace ms negativa (disminuye su estado de oxidacin) a esta especie que gana electrones se le denomina agente oxidante.

Ejemplo Fe+3 ---- +3e -----(Fe0 + reduccin

Recuerda

La sustancia que cede electrones, se oxida y se llama agente reductor

La sustancia que gana electrones, se reduce y se llama agente oxidante

Por qu la sustancia que se oxida pierda electrones y la sustancia que se reduce gane electrones?

Cmo se puede reducir una sustancia que est ganando algo?

Para responder estas preguntas debes recordar que las partculas que se estn ganando o cediendo son electrones, que tienen carga negativa.

La sustancia que se oxida Se llama agente reductor porque al reaccionar, reduce a la otra sustancia con la cual est reaccionando, porque le est quitando electrones; por esta razn se llama agente reductor.

La sustancia que se reduce se llama agente oxidante porque al reaccionar, oxida a la otra sustancia con la cual est reaccionando, porque le est regalando electrones; por esta razn se llama agente oxidante.

Sintetizando:Cede electrones = se oxida = es agente reductor.

Gana electrones = se reduce = es agente un oxidante.

Agente oxidante: es toda sustancia, molcula o in capaz de captar electrones, por lo tanto se reduce.

Agente reductor: es toda sustancia, molcula o in capaz de ceder electrones, por lo tanto se oxida.

Oxidacin: Es el proceso mediante el cual un determinado elemento qumico cede electrones, lo que se traduce en un aumento de su estado de oxidacin.

Reduccin: Es el proceso mediante el cual un determinado elemento qumico capta electrones, lo que se traduce en una disminucin de su estado de oxidacin.

Agente oxidante

Agente reductor

Gane electrones

Cede electrones

Se reduce

Se oxida

Disminuye su estado de oxidacin

,Aumenta su estado de oxidacin ,

Hace mas negativa la carga

Hace mas positiva la carga

Ocurre en la semirreaccin de reduccin

Ocurre en la semirreaccin de oxidacin reduccin

REACCIONES REDOXRESUMEN :REGLAS PARA LA ASIGNACION DE ESTADOS DE OXIDACION

1. En los elementos libres, o sea no combinados con elementos distintos, cada tomo tiene un estado de oxidacin de cero. Ej. H2, Na, Cl2, Cu, Fe, Al, O2, etc.

2. Para los iones monoatmicos, el estado de oxidacin es igual a la carga del in. En particular, todos los metales alcalinos (grupo 1A) tienen estado de oxidacin +1 en sus compuestos, mientras que los alcalino trreos (grupo 2A) tienen estado de oxidacin +2 en sus compuestos.

3. El estado de oxidacin del oxgeno en todos los compuestos es 2, con excepcin del agua oxigenada, H2O2, en que es 1.

4. El estado de oxidacin del hidrgeno en todos sus compuestos es +1, excepto en aquellos compuestos binarios con metales, en que el estado de oxidacin es 1. Ej. NaH, CaH2.

5. El flor tiene estado de oxidacin 1 en todos sus compuestos. Los otros elementos del grupo 7A (Cl, Br, I) tienen estados de oxidacin 1 en todos sus compuestos con metales del grupo 1A y 2A. En el resto de los compuestos tienen estados de oxidacin variables.

6. En una molcula neutra, la suma de los estados de oxidacin de todos los tomos debe ser igual a cero. En un in molecular, la suma de los estados de oxidacin de todos los elementos debe de ser igual a la carga del in.

Definiciones:

reaccin de oxido-reduccin es una reaccin en la cul algunos tomos cambian su nmero de oxidacin.

La Reaccin (1) es una reaccin de oxidacin-reduccin porque H cambia de 0 a +1; O cambia de 0 a -2

0 0 -3 +1 (1) H2 + N2 ( NH3

La Reaccin (2) no es una reaccin de oxidacin-reduccin porque los nmeros de oxidacin de cada elemento prticipante no cambian

+1-2+1 +1-1 +1-1 +1-2 (2) NaOH + HCl ( NaCl + H2O

Especie que se oxida : es la especie que contiene El tomo oxidado, el cul es el tomo cuyo nmero de oxidacin a aumentado en reaccion (1), H

El tomo reducido: es el tomo cuyo nmero de oxidacin ha disminuido en reaccion (1), N

Las semireacciones muestran la ganancia o prdida de electrones a travs de un tomo (oxidado o reducido):

La semireaccin de oxidacin:H0 - 1 e- ( H+1 en nuestro caso es lo mismo que escribir H0 ( H+1 + 1 e-

La semireaccin de reduccin: N0 + 3 e- ( N-3

El agente oxidante es el reactante que contiene el tomo reducido es la especie que gana electrones en reaccin (1), N2El agente reductor es el reactante que contiene el tomo oxidado es la especie que pierde electrones en reaccin (1), H2Ejercicios 1.- Determina el estado de oxidacin del elemento subrayado:

2.-Indica el nmero de electrones captados o cedidos y nombra el proceso (oxidacin o reduccin).

Respuestas

Pregunta 1

1) a) +6 b) 4 c)+5 d)+6 e)+5 f) +7Pregunta 2a) El cinc cambi su ndice de oxidacin de 0 a +2, por lo tanto cedi 2 electrones y el proceso se llama oxidacin.b) El manganeso capt 5 electrones (reduccin).c) El azufre cedi 2 electrones (oxidacin

d) El cloro cedi 1 electrn (oxidacin).e) El aluminio cedi 3 electrones (oxidacin).f) El cromo capt 3 electrones (reduccin).

Agente reductor

Agente oxidante reductor

2 SEM 2011