La oxidación-reducción en la vida diaria
La reja de fierro de una casa en Puebla luce brillante cuando la pintan, pero después de unas temporadas de lluvias aparecen manchas café-rojizas. En la cocina, la estufa quema gas LP, y una manzana picada se oscurece sobre la mesa. ¿Qué tienen en común estos tres hechos? Todos son reacciones redox, y al final de la página verás por qué.
Redox: repaso rápido
Una reacción redox es aquella en la que hay transferencia de electrones. Se reconoce porque cambia el número de oxidación de algún elemento.
-
Oxidarse es perder electrones: el número de oxidación aumenta.
-
Reducirse es ganar electrones: el número de oxidación disminuye.
-
El agente reductor es la sustancia que se oxida (da electrones a otra).
-
El agente oxidante es la sustancia que se reduce (quita electrones a otra).
Siempre ocurren juntas: los electrones que pierde una especie los gana otra.
Una reja de fierro expuesta a la lluvia se cubre de herrumbre con el tiempo. Explica qué especie se oxida y cuál actúa como agente oxidante, y menciona dos formas…
Una reja de fierro expuesta a la lluvia se cubre de herrumbre con el tiempo. Explica qué especie se oxida y cuál actúa como agente oxidante, y menciona dos formas cotidianas de proteger el fierro de la oxidación.
La herrumbre del fierro
El fierro (Fe) expuesto al aire húmedo reacciona con el oxígeno del aire. El producto es óxido de hierro(III) hidratado, la herrumbre. Una forma simplificada de la reacción:
$$4\,\text{Fe}(s) + 3\,\text{O}_2(g) \rightarrow 2\,\text{Fe}_2\text{O}_3(s)$$Veamos los números de oxidación:
El agua y la sal aceleran el proceso: por eso en Veracruz o Cancún, cerca del mar, el fierro se oxida más rápido.
¿Cómo se protege el fierro?
Todas las protecciones buscan evitar que el fierro toque el oxígeno y el agua:
-
Pintura o esmalte: hace una barrera.
-
Aceite o grasa: en herramientas y bicicletas.
-
Galvanizado: capa de zinc (el Zn se oxida primero y protege al fierro). Así son las láminas y tinacos galvanizados.
-
Aleación: el acero inoxidable lleva cromo, que forma una capa protectora.
Una reja de fierro expuesta a la lluvia se cubre de herrumbre con el tiempo. Explica qué especie se oxida y cuál actúa como agente oxidante, y menciona dos formas…
Una reja de fierro expuesta a la lluvia se cubre de herrumbre con el tiempo. Explica qué especie se oxida y cuál actúa como agente oxidante, y menciona dos formas cotidianas de proteger el fierro de la oxidación.
Combustión: el gas LP en la estufa
Una combustión es una reacción rápida con oxígeno que desprende calor y luz. El gas LP contiene sobre todo butano. Su combustión completa:
$$2\,\text{C}_4\text{H}_{10}(g) + 13\,\text{O}_2(g) \rightarrow 8\,\text{CO}_2(g) + 10\,\text{H}_2\text{O}(g)$$Aquí no se ven electrones moviéndose ni hay iones, ¿entonces es redox? Sí: cambia el número de oxidación.
Si falta oxígeno (una flama amarilla o naranja en la estufa, hollín en el comal), la combustión es incompleta y se produce $\text{CO}$, un gas tóxico e incoloro. Por eso las estufas y calentadores necesitan ventilación.
En la estufa de una cocina mexicana se quema gas LP (principalmente butano, C₄H₁₀) con oxígeno del aire, y se producen dióxido de carbono y agua. Identifica qué…
En la estufa de una cocina mexicana se quema gas LP (principalmente butano, C₄H₁₀) con oxígeno del aire, y se producen dióxido de carbono y agua. Identifica qué sustancia se oxida (el combustible) y cuál se reduce (el comburente), y explica por qué una combustión es una reacción redox aunque no veamos electrones moviéndose.
Oxidantes y antioxidantes
Un oxidante quita electrones a otras sustancias; él mismo se reduce. Un antioxidante es una sustancia que se oxida con facilidad: cede sus electrones al oxidante y así protege a otra sustancia.
-
Cloro (blanqueador): el hipoclorito, $\text{ClO}^-$, oxida las manchas de colorantes (las deja incoloras) y a las bacterias del agua. Por eso el cloro blanquea la ropa y desinfecta.
-
Vitamina C (ácido ascórbico): de la guayaba, la naranja, el limón. Cede electrones con facilidad.
El cloro que se usa para blanquear la ropa y desinfectar el agua actúa como agente oxidante, mientras que la vitamina C de la guayaba o la naranja se promociona como…
El cloro que se usa para blanquear la ropa y desinfectar el agua actúa como agente oxidante, mientras que la vitamina C de la guayaba o la naranja se promociona como «antioxidante». Explica, en términos de transferencia de electrones, qué hace un oxidante y qué hace un antioxidante, y por qué añadir jugo de limón (rico en vitamina C) a una fruta picada retrasa que se oscurezca al aire.
Beneficios y costo ambiental
Las reacciones redox son útiles, pero tienen consecuencias:
| Proceso redox | Beneficio | Costo ambiental |
|---|---|---|
| Combustión de gas LP, gasolina o leña | Cocinar, transporte, calor | $\text{CO}_2$ (efecto invernadero), CO y partículas; contaminación del aire en ciudades como CDMX |
| Herrumbre | Ninguno | Pérdida de puentes, tuberías y estructuras; hay que producir más acero, lo que gasta energía |
| Cloro en el agua | Elimina microorganismos y previene enfermedades | Puede formar subproductos tóxicos si se usa en exceso |
| Blanqueadores | Limpieza e higiene | Si se vierten al drenaje en grandes cantidades, dañan a la vida acuática |
Consumo responsable: mantener las estufas bien ajustadas (flama azul), pintar y reparar el fierro para alargar su vida, reutilizar y reciclar el acero, usar el cloro en la dosis indicada y nunca mezclarlo con otros productos de limpieza (puede liberar gases tóxicos).
En la estufa de una cocina mexicana se quema gas LP (principalmente butano, C₄H₁₀) con oxígeno del aire, y se producen dióxido de carbono y agua. Identifica qué…
En la estufa de una cocina mexicana se quema gas LP (principalmente butano, C₄H₁₀) con oxígeno del aire, y se producen dióxido de carbono y agua. Identifica qué sustancia se oxida (el combustible) y cuál se reduce (el comburente), y explica por qué una combustión es una reacción redox aunque no veamos electrones moviéndose.
El cloro que se usa para blanquear la ropa y desinfectar el agua actúa como agente oxidante, mientras que la vitamina C de la guayaba o la naranja se promociona como…
El cloro que se usa para blanquear la ropa y desinfectar el agua actúa como agente oxidante, mientras que la vitamina C de la guayaba o la naranja se promociona como «antioxidante». Explica, en términos de transferencia de electrones, qué hace un oxidante y qué hace un antioxidante, y por qué añadir jugo de limón (rico en vitamina C) a una fruta picada retrasa que se oscurezca al aire.