0

Leyes ponderales y sus aplicaciones

Número de oxidación o estado de oxidación (E.O): En un compuesto indica la carga que adoptan cada uno de los iones; este

carga nos dará a conocer el número de electrones perdidos o ganados por

cada átomo del elemento.

Regla práctica para determinar el E.O. I. Un elemento en estado libre, es decir, sin combinarse presenta E.O. = 0 II. En los compuestos:

a) Hidrógeno:

En la mayoría de sus compuestos actúa con E.O.= +1. En los hidruros metálicos actúa con E.O.= -1.

b) Oxígeno:

En la mayoría de sus compuestos actúa con E.O.= -2. En los peróxidos presenta E.O.=- 1. Frente al Flúor, el oxígeno actúa con E.O.= +2.

III. En toda unidad fórmula, la suma de los N.O. de todos sus átomos es cero. IV. En un ión poliatómico, la suma total de sus N.O. es igual a su carga relativa ión.

Ejercicios aplicativos

Determine los estados de oxidación del N, Cr, Mn, S, O, P y Cl,

respectivamente en los siguientes compuesto, empleado las reglas de estados

de oxidación.

Balanceo de Ecuaciones químicas:

Es el proceso que consiste en igual el número de átomos de cada elemento en

ambos lados de la ecuación química, sirve para hacer cumplir una ley

fundamental de las reacciones químicas, que es la ley de conservación de la

masa, como señalamos anteriormente al abordar la ecuación química. A

continuación desarrollaremos los métodos de balance.

1. Método del tanteo o simple inspección:

Se efectúa por simple inspección visual. Se recomienda para balancear

ecuaciones sencillas, generalmente para ecuaciones con cuatro

sustancias químicas.

Proceso: Se observa que elementos no están igualados en su número

de átomos en ambos lados de la ecuación química y se procede a

balancearlos colocando delante de las formulas o símbolos de las

sustancias el coeficiente más conveniente; si no resulta el balance,

deberá intentarse con otro coeficiente hasta que se logre la igualdad de

los átomos de todos los elementos.

Para balancear de manera eficaz por tanteo, es recomendable seguir el

siguiente orden general de balanceo de los elementos.4

Elemento Metal No Metal H O

Orden 1er 2do 3er 4to

En el segundo paso se indica “no metal”, se refiere a no metales

diferentes al H y O.

Ejemplos aplicativos

Ejercicios 2

A manera de ejercicio, balancee usted las siguientes ecuaciones químicas por simple inspección.

2.- MÉTODO DEL NÚMERO DE OXIDACIÓN:

Primero definiremos una reacción RedOx.

Reacción redox:

Son aquellas reacciones donde se verifican simultáneamente una oxidación y una reducción (Redox). En este tipo de reacción existe transferencia de electrones, existiendo cambios en los estados de oxidación.

• Oxidación.- Sustancia o especie que pierde electrones. • Reducción.- Sustancia o especie que gana electrones.

Reducción Oxidación

Se gana electrones Se pierde electrones

E.O. disminuye E.O. aumenta

Actúa como agente oxidante Actúa como agente reductor

2.1 Método del número de oxidación

Se aplica a reacciones RedOx en general, tanto los que ocurren en

solucione acuosas y no acuosas.

1. En primer lugar se determina el estado de oxidación o número de

oxidación de todos los elementos en ambos lados de la ecuación

química (dando mayor importancia a los elementos que poseen más de

una valencia). A partir de esto se determina que elementos han

cambiado en su estado de oxidación y en que magnitud lo hacen.

2. Luego, se aíslan solo a los elementos que han sufrido cambios en su

número de oxidación y se escriben en forma separada las 2

semireacciones (de reducción y de oxidación), respetando el subíndice

de los elementos (especialmente de los reactantes), procediendo a

balancear cada una de ellas primero en masa (igualdad en número de

átomos) y luego en carga (número de electrones perdidos o ganados).

3. Se balancean las semireacciones, que consiste en igualar el número de

electrones ganados y perdidos, para lo cual se multiplican las

semireacciones por ciertos números mínimo enteros apropiados

4. Se suman miembro a miembro las semireacciones, cancelándose el

número de electrones, obteniéndose así la ecuación iónica neta; los

coeficientes así obtenidos se reemplazan en la ecuación original.

5. Se termina el balance por tanteo, siguiendo el orden establecido en

dicho método; este último paso es necesario, porque los elementos que

no sufren cambios en su número de oxidación normalmente no están

balanceados.

Ejemplos aplicativos

3.- MÉTODO DEL ION ELECTRON CON SEMIREACCIONES:

Es recomendable este procedimiento cuando se presentan especies

complejas donde es difícil hallar el número de oxidación de los elementos

involucrados en el.

1. Se escriben en forma separada las dos semireacciones (de oxidación y

de reducción), las cuales están formadas de parejas de compuestos con

un elemento común, respetando la forma iónica

2. o molecular de cada unidad formula.

3. Balancee cada semireacción separadamente, tanto en masa como en

carga; para el balance de masa se debe tener en cuenta el medio acido

o básico:

Balance en medio Acido (H+)

a. En el lado donde falta O se añade una molécula de H2O por cada

átomo de O deficitario.

b. En el lado donde falta H se añade iones H+ en cantidad igual al

número de H deficitario.

Balance en medio Básico o Alcalino (OH-)

a. En el lado donde falta O se añade 2 OH y el otro lado una

molécula de H2O, por cada átomo de O deficitario.

b. En el lado donde falta H se añade una molécula de H2O y en el

otro lado un ion OH, por cada átomo de H deficitario o requerido.

A manera de observación importante, siempre el subpaso 2(a) precede

al subpaso 2(b), pero antes deben estar balanceados todos los átomos

excepto O e H.

4. El balance de carga se efectúa sumando electrones (cargas negativas)

en el lado donde hay mayor carga relativa, para igualar cargas en ambos

lados; previamente se evalúa las cargas totales en ambos lados de cada

semireacción.

5. Se igualan el número de electrones ganados y perdidos, para ello se

debe multiplicar por números apropiados a cada semireacción.

6. Se suman miembro a miembro las semireacciones.

7. Sustraiga (cancele) las especies químicas idénticas y se tendrá la

ecuación iónica balanceada.

Ejemplos aplicativos

Igualamos el numero de electrones y finalmente sumamos las 2 semireacciones, simplificamos

especies comunes(OH y H2O) que se encuentran en ambos lados de la ecuacion. Luego

chequeamos cargas en ambos lados.

Se observa un balance correcto porque en ambos lados la carga total es la

misma.

Forma oxidada: CrO4-2; Forma reducida Cl-1

Suma de coeficientes de CrO4-2

y Cl-1

= 2+1=3

Se pide relación molar (coeficientes) Agente reductor (Cr+3

)/Agente oxidante

(Cl-1

) = 2/1= 2