QUÍMICAI. introducción:

La química moderna juega un papel primordial para mejorar la calidad de vida de la población. Sus aplicaciones cotidianas son múltiples y muy variadas, reflejándose en un sin fin de beneficios tanto a nivel individual como colectivo.Por ello es de gran importancia que los jóvenes bachilleres conozcan, analicen y valoren los fundamentos de esta ciencia, para poder aplicarla adecuadamente

UNIDAD 1ÓXIDO REDUCCIÓN Y ESTEQUIOMETRÍA

• 1.1 ÓXIDO REDUCCIÓN.• 1.1.1 CONCEPTO DE OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN.• 1.1.2 AGENTE OXIDANTE Y AGENTE REDUCTOR.• 1.1.3 REGLAS PARA DETERMINAR NÚMERO DE OXIDACIÓN.• 1.1.4 BALANCEO DE ECUACIONES POR REDOX.

OBJETIVO DE APRENDIZAJE

• Comprender y analizar los conceptos de oxidación y reducción. • Aprender a balancear ecuaciones químicas por el método de oxido-

reducción. • Realizar cálculos estequiométricos básicos.

1.1 OXIDO-REDUCCIÓN • En nuestro primer curso analizamos que la química es una ciencia cualitativa y

cuantitativa, y se encarga de estudiar los cambios en la composición y estructura de la materia, los cuales ocurren mediante procesos denominados reacciones químicas que se representan por medio de ecuaciones químicas.

• La información que nos proporcionan las ecuaciones químicas es muy útil, porque nos indican las sustancias que intervienen como reactivos y cuales se generan es decir quienes son los productos, también indican el estado de agregación de las sustancias que participan y condiciones (temperatura, presión, catalizadores) bajo las cuales se efectúa la reacción.

• Recuerda que toda ecuación química debe cumplir la ley de la conservación de la masa de Antoine Lavoisier (1743-1794), por ello en la 6ª unidad del curso de química 1 identificamos los tipos de reacciones que existen y aprendimos a balancearlas por el método de tanteo. Al balancearlas podemos determinar las cantidades reales de las sustancia que intervienen como reactivos y las que se producen.

EJEMPLO:

Como puedes observar en esta ecuación, la misma cantidad de materia que reacciona es la que se produce pues solo se trasforma.

1.1.1 CONCEPTO DE OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN

• Existen otros métodos para balancear ecuaciones como son: el método de Óxido-Reducción (Redox), el de ión electrón y el algebraico.

• En este curso aprenderemos a balancear ecuaciones por el método de Óxido-Reducción, pero antes es necesario recordar algunos aspectos como son:

• • El número de átomos presentes en una fórmula esta determinado por el subíndice y por el coeficiente.

EJEMPLO:

3 H2SO4 Subíndice: indica el número de átomos.

Coeficiente: número de moléculas, átomos o unidades fórmula.

Los subíndices nos indican que hay 2 átomos de hidrógeno, 1 de azufre y 4 de oxígeno.

Cuando en la fórmula exista un paréntesis, el subíndice que se encuentra fuera de este afecta a todos los elementos que se encuentren dentro de él. Ejemplo:

• Cr2(MnO4)3 • El subíndice 3 que se encuentra fuera del paréntesis, debe multiplicarse por el subíndice

de cada elemento que se encuentre dentro de él. • Mn = 1 x 3 = 3 O = 4 x 3 = 12 • Como el Cr esta afuera no se multiplica Cr = 2 •

• Por otro lado, los coeficientes son los números que anteceden a la fórmula de un compuesto o al símbolo de un elemento en una ecuación química e indican el número de moléculas, átomos o unidades fórmula presentes. Ejemplos:

3Cu indica 3 átomos de Cu

5O2 indica 5 moléculas de O2

2HCl indica 2 unidades fórmula de HCl

Ca(OH)2 indica una molécula de Ca(OH)2

4Cu(NO3)2 indica 4 moléculas de Cu(NO3)2

Para encontrar el número de átomos de cada elemento en una fórmula, sólo se multiplica el número de átomos del elemento que contiene la fórmula, por el coeficiente que la precede.

OXIDACIÓN:• Este término se empleaba anteriormente para indicar la adición de oxígeno a

una especie química y el término de reducción se utilizaba para indicar que una especie química perdía oxígeno.

• Actualmente estos conceptos son definidos como:

OXIDACIÓN REDUCCIÓN Ganancia de oxígeno Pérdida de oxígeno Pérdida de electrones (e-) Ganancia de electrones (e-) Pérdida de hidrógeno Ganancia de hidrógenos Aumento en el número de oxidación

Disminución en el número de oxidación.

• Cuando un elemento se oxida su número de oxidación aumenta por la pérdida de electrones (e-), si el elemento se reduce su número de oxidación disminuye, por la ganancia de electrones.

OXIDACIÓN (pérdida de electrones)

REDUCCIÓN (ganancia de electrones)

-8 -7 -6 -5 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

EJEMPLOS:

• Cu0 - 2e- Cu2+ se oxidó perdió 2 e- • Fe3+ + 2e- Fe1+ se redujo gano 2 e-

Es importante mencionar que la oxidación y la reducción en los procesos químicos se da de manera simultánea, es decir, en una reacción química no se puede oxidar una sustancia si otra no se reduce. Si una sustancia pierde electrones otra los gana.