Ixchel deja una lámina de zinc en un vaso con ácido muriático (ácido clorhídrico), el mismo que se usa para limpiar pisos en su casa en Quetzaltenango, y ve que sale un burbujeo de hidrógeno. Cada átomo de zinc entrega dos electrones que terminan en protones. Contar esos electrones a ojo es difícil cuando la reacción es más compleja. Los números de oxidación y el método ion-electrón lo convierten en un procedimiento ordenado.
Números de oxidación
Si pones una lámina de cobre en una disolución de nitrato de plata, el líquido se vuelve azul y sobre el metal crecen agujas de plata. Hubo intercambio de electrones sin cables a la vista. ¿Cómo seguirles la pista en cualquier compuesto?
Practica★☆☆Sin empezar
El concepto de número de oxidación presenta situaciones singulares en ciertos compuestos binarios como los peróxidos y los hidruros metálicos. A partir de las reglas…
El concepto de número de oxidación presenta situaciones singulares en ciertos compuestos binarios como los peróxidos y los hidruros metálicos. A partir de las reglas generales de asignación:
a) Determina el número de oxidación del oxígeno en el peróxido de bario, $\mathrm{BaO_2}$, y en el difluoruro de oxígeno, $\mathrm{OF_2}$.
b) Determina el número de oxidación del hidrógeno en el hidruro de calcio, $\mathrm{CaH_2}$, y en el agua, $\mathrm{H_2O}$. Justifica brevemente cada valor en función de las electronegatividades relativas de los elementos combinados.
Al introducir una lámina de zinc metálico en una disolución acuosa de ácido clorhídrico, se produce un vivo burbujeo de hidrógeno gaseoso según el siguiente proceso:…
Al introducir una lámina de zinc metálico en una disolución acuosa de ácido clorhídrico, se produce un vivo burbujeo de hidrógeno gaseoso según el siguiente proceso:
a) Calcula el número de oxidación de todos los átomos en reactivos y productos.
b) Identifica la especie que se oxida, la que se reduce, el agente oxidante y el agente reductor, razonando la respuesta en términos de transferencia de electrones.
Cuando se queman cohetillos en la Quema del Diablo, el magnesio y otros metales de la pólvora pierden electrones al reaccionar con el oxígeno. Eso es oxidación: ¿cómo la reconocemos en una ecuación?
Método ion-electrón en medio ácido
Al echar unas gotas de permanganato violeta sobre sulfato de hierro(II) acidificado, el color violeta desaparece. Si pruebas balancear $\mathrm{MnO_4^- + Fe^{2+} \rightarrow Mn^{2+} + Fe^{3+}}$ a ojo, la masa y la carga no cierran a la vez. ¿Cómo se balancea con rigor?
Flujo de electrones entre dos semiceldas
Si la oxidación y la reducción ocurren en recipientes separados unidos por un cable, los electrones no pasan directamente de una especie a la otra: viajan por el circuito. En el electrodo donde ocurre la oxidación (el ánodo) la especie pierde electrones y los envía al cable. En el electrodo donde ocurre la reducción (el cátodo) los electrones llegan y son captados. Por eso el flujo de electrones va siempre del ánodo al cátodo por el circuito externo.
Practica★★☆Sin empezar
El esquema siguiente ilustra el flujo de electrones que tiene lugar de forma espontánea cuando dos semiceldas redox interactúan a través de un circuito conductor.…
El esquema siguiente ilustra el flujo de electrones que tiene lugar de forma espontánea cuando dos semiceldas redox interactúan a través de un circuito conductor. Observa la disposición de las especies químicas y la dirección del flujo electrónico:
a) Escribe las semirreacciones ajustadas de oxidación y de reducción, deduciendo el valor numérico que debe sustituir al signo de interrogación en la cantidad de electrones transferidos, y formula la ecuación iónica global neta.
b) Asigna de forma justificada el rol de agente oxidante y agente reductor a partir de las variaciones experimentadas en los números de oxidación.
En el laboratorio no hay frascos que digan «aniones permanganato», sino sales como $\mathrm{KMnO_4}$ y $\mathrm{FeSO_4}$. ¿Cómo pasamos del balance iónico a las fórmulas de los reactivos reales?
Vuelve al principio: en el zinc con ácido, el zinc cede $2\,\mathrm{e^-}$ ($\mathrm{Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2\,e^-}$) y los protones los toman ($\mathrm{2\,H^+ + 2\,e^- \rightarrow H_2}$): las dos semirreacciones suman la reacción completa.
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