r eacciones redox maría josé parís gonzález máster en formación del profesorado en física y...

REACCIONES REDOXMaría José París González

Máster en formación del profesorado en Física y Química

Metodología experimental y aprendizaje de la Física y la Química

1. SITUACIÓN

2. CONTENIDO

2.1. Reacciones redox

2.2. Ajuste de reacciones redox

2.3. Introducción a la celda electroquímica

3. RESUMEN. MAPA CONCEPTUAL

4. BIBLIOGRAFÍA

ÍNDICE

Nivel: 2ºBachilletaro

Según LOE

1. Situación

BLOQUE 7. Introducción a la electroquimicaCONTENIDOS CRITERIOS DE EVALUACIÓN

- Reacciones de oxidacion-reduccion. Especies oxidantes y reductoras. Número de oxidacion.– Concepto de potencial de reduccion estandar. Escala de oxidantes y reductores.– Valoraciones redox. Tratamiento experimental.– Aplicaciones y repercusiones de las reacciones de oxidacion reduccion: pilas y baterias electricas.– La electrolisis: importancia industrial y economica. La corrosion de metales y su prevencion. Residuos y reciclaje.

Ajustar reacciones de oxidacion-reduccion y aplicarlas a problemas estequiometricos. Saber el significado de potencial estandar de reduccion de un par redox, predecir, de forma cualitativa, el posible proceso entre dos pares redox y conocer algunas de sus aplicaciones como la prevencion de la corrosion, la fabricacion de pilas y la electrolisis.Se trata de saber si, a partir del concepto de numero de oxidacion, se reconocen este tipo de reacciones y se ajustan y aplican a la resolucion de problemas estequiometricos.Tambien si se predice, a traves de las tablas de los potenciales estandar de reduccion de un par redox, la posible evolucion de estos procesos y si se conoce y valora la importancia que, desde el punto de vista economico, tiene la prevencion de la corrosion de metales y las soluciones a los problemas que el uso de las pilas genera.Asimismo, debe valorarse si se conoce el funcionamiento de las celulas electroquimicas y las electroliticas.


2. Contenido

Un tipo muy importante de reacciones son las denominadas de oxidación-reducción, también llamadas redox o de transferencia de electrones.


Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o simplemente reacción redox, a toda reacción química en la cual existe una transferencia electrónica entre los reactivos, dando lugar a un cambio en los estados de oxidación de los mismos con respecto a los productos.

2. Contenido

Estado o número de oxidación

Se define como la carga asignada a cada átomo que forma un compuesto.Ejemplo: HCl H+1 Cl-1

AgCl

Ag+1 Cl-1

Indica la cantidad de electrones que podría ganar, perder o compartir en la formación de un compuesto.

2. Contenido




1. El número de oxidación de un elemento libre (no combinado) es CERO.

Ejemplo: Cu, Zn, Al, O2, Cl2, F22. El número de oxidación del hidrógeno combinado es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde su número de oxidación es –1.Ejemplo:

3. El número de oxidación del oxígeno combinado es –2, excepto en los peróxidos, donde su número de oxidación es –1.Ejemplo: Óxidos Peróxidos

Fe2O3 Na2O2 , H2O2

2. Contenido



4. En los iones simples, cationes y aniones, el estado de oxidación es igual a la carga del ión.Ejemplo: Cationes Aniones

Cu2+, Na+ Cl- , S2-5. En los iones poliatómicos, la suma de los estados de oxidación de todos los átomos debe ser igual a la carga del ión.

2. Contenido



6. En las moléculas neutras, los estados de oxidación de todos los átomos deben sumar cero.

2. Contenido



Determine el estado de oxidación de :

2. Contenido

-Cl2-De Fe en Fe2O3

-De Na en NaOH-De P en H3PO3

-De Cl en KClO3

-De Mn en MnO42-



2. Contenido


Reacción de oxidación

Reacción de reducción

Un átomo o ión se oxida Un átomo o ión se reduce

Pierde electrones Gana electrones

Aumenta su estado de oxidación

Disminuye su estado de oxidación

Agente reductor Agente oxidante

Zn Zn2+ + 2e-

Zn - 2e- Zn2+ Cu2+ + 2e- Cu

Cu2+ Cu - 2e-

2. Contenido


Identificar si son reacciones de oxidación o de reducción, agente oxidante o agente reductor:

2. Contenido



2. Contenido


Una reacción redox tiene la forma:

Oxidante1 + Reductor2 → Reductor1 + Oxidante2

Reacción redox

Semireacción de oxidación

Semireacción de reducción

Oxidante1 + e- → Reductor1

Reductor2 - e- → Oxidante2

Semireacción de reducciónSemireacción de oxidación

2. Contenido


2. Contenido

Zn + Fe0 ZnO + Fe

0 2-2+ 2+2- 0

¿Por qué es una reacción redox?

Es una reacción redox si se producen cambios en el número de oxidación

Esto lo comprobamos con las reglas de número de oxidación

aprendidas

Átomo libre n.o 0

Oxígeno, n.o -2

Molécula neutra, los

n.ode todos los átomos

deben sumar 0

1

Un ejemplo de reacción redox sería:


2. Contenido

Zn + Fe0 ZnO + Fe

0 2-2+ 2+2- 0

Pierde e-

, se oxida

, agente reductor

Gana e-, se reduce

, agente oxidante

2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O

¿Sería una reacción redox?

+1

-1 +1

+6

-2 -2+6

+1

+1

-2


Número de

oxidación

Reacción de

oxidación

Reacción de

reducción

Reacciones redox

¡HAY QUE AJUSTAR SIEMPRE LAS REACCIONES QUÍMICAS!

Al igual que todas las reacciones químicas, las reacciones redox requieren comprobar el ajuste estequiométrico.

Si recordamos:

HCl + NaOH NaCl + H2O2 Mg + O2 2 MgO

2. Contenido

2. Contenido


Ejemplo:

Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H20+10 -2+5 +2+5-2 +2-2 +1-2

¿Está ajustada esta reacción?

El ajuste estequiométrico de los equilibrios redox implica a veces una gran dificultad cuando se pretende hacerlo mediante el método clásico.

Método ión-electrón

2. Contenido


Pasos método ión-electrón en medio ácido

1Asignar

número de oxidación a todos los átomos

Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H20+10 -2+5 +2+5-2 +2-2 +1-2

2Identificar el esqueleto de

las semireaccion

es de oxidación y reducción

Cu → Cu0 +2



NO3- → NO

3 Se iguala por tanteo los

átomos distintos de

H y O

2. Contenido



4Se igualan los átomos

de O añadiendo

moléculas de agua

5 Se igualan los átomos

de H añadiendo

H+

Cu → Cu2+



NO3- → NO

6Se igualan las

semireacciones eléctricamente,

para ello se debe contar la carga total a

ambos lados y ajustar con electrones

NO3- → NO +2 H2O

Cu → Cu2+



4H+ +NO3- → NO + 2

H2O



3e- + 4H++ NO3- → NO + 2

H2O

Cu → Cu2+ + 2e-

2. Contenido



7Se igualan

los electrones

perdidos por el agente

reductor, con los

electrones ganados por

el agente oxidante



3e- + 4H++ NO3 → NO + 2 H2O

-

0 +2

Cu → Cu + 2e- X 3

X 2

2. Contenido



8Se suman las

dos semireaccion

es, reduciendo términos

semejantesSemireacción de reducción


6e- + 8H++ 2NO3- → 2 NO + 4

H2O

3 Cu → 3 Cu+2 + 6e-

3Cu+ 8 H++ 2NO3- → 3 Cu2+ + 2 NO +

4 H2O

3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H20

Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H20Reacción que

hay que ajustar:

2. Contenido


Podemos tener reacciones tanto en medio ácido como en básico.

Medio ácido Medio básico

Todos los pasos son iguales excepto cuando se tiene que igualar el oxígeno y el hidrógeno a ambos lados.

4Se igualan los átomos

de O añadiendo

moléculas de agua


de H añadiendo

H+

4Se igualan los átomos de O añadiendo 2 iones OH- por cada oxígeno


de H añadiendo

H2O

Método ión-electrón

2. Contenido


Una celda electroquímica es un dispositivo capaz de obtener energía eléctrica a partir de reacciones químicas, o bien, de producir reacciones químicas a través de la introducción de energía eléctrica.

Tipos de celdas

Celda voltaica

Celda electrolí

tica

Transforma una reacción redox espontánea en una corriente eléctrica

Transforma una corriente eléctrica en una reacción química de oxidación-reducción que no tiene lugar de modo espontáneo.

2. Contenido


Obligamos a pasar los electrones por un circuito eléctrico

externo

https://www.youtube.com/watch?v=J1ljxodF9_g

3. Resumen. Mapa conceptual

4. Bibliografía

http://c-h-emistry.wdfiles.com/localfiles/help%3Atema3/tema3conocimientosprevios.pdf http://www.iesdmjac.educa.aragon.es/departamentos/fq/asignaturas/quimica2bac/materialdeaula/QUI2BAC%20Tema%206%20Reacciones%20redox%20y%20electroquimica/QUI2BAC_Tema_6_Reacciones_redox_y_electroquimica__Resumen.pdf http://www.fisicanet.com.ar/quimica/redox/ap01_redox.php

Simulador de celda electroquímica: http://www.aularagon.org/files/espa/Bachillerato/Segundo/Quimica/U6/U6_archivos_Quimica/galvan5.swf

http://c-h-emistry.wdfiles.com/localfiles/help:tema3/tema3conocimientosprevios.pdf

http://c-h-emistry.wdfiles.com/localfiles/help:tema3/tema3conocimientosprevios.pdf

http://www.iesdmjac.educa.aragon.es/departamentos/fq/asignaturas/quimica2bac/materialdeaula/QUI2BAC%20Tema%206%20Reacciones%20redox%20y%20electroquimica/QUI2BAC_Tema_6_Reacciones_redox_y_electroquimica__Resumen.pdf




http://www.fisicanet.com.ar/quimica/redox/ap01_redox.php

r eacciones redox maría josé parís gonzález máster en formación del profesorado en física y...

Documents