Ajuste redox

Descripción de los pasos a seguir para ajustar una reacción redox por el método del ión electrón tanto en media ácido como básico. Está para un nivel de 2º de bachillerato

1. Ajuste de ecuaciones redox en medio ácido y básico Método del ión electrón

2. Para ajustar una reacción redox, hay que seguir una serie de pasos, dependiendo de si se hace en medio ácido o básico. Empezamos en media ácido : 1º Escribimos la ecuación sin ajustar. Ésta puede venir en forma molecular o iónica en los enunciados. Por ejemplo: MnO 2 + Cl - --> Mn 2 + + Cl 2 ( Forma iónica) HCl + K 2 CrO 4 --> CrCl 3 + KCl + Cl 2 + H 2 O (Forma molecular) Ten en cuenta que las sustancias covalentes no forman iones, sólo los compuestos iónicos. Nuestra reacción, que tendrá lugar en medio ácido será: HI + HNO 3 --> NO + l 2 + H 2 O

3. 2º Identificamos qué elemento se oxida ( semirreacción de oxidación ) y qué elemento se reduce ( semirreacción de reducción ) a partir de los  números de oxidación   de dichos elementos. Para ello usaremos las  reglas para la determinación del número de oxidación . ­ +1 -1 +1 +5 -2.3 +2 -2 0 +1 .2 -2 HI + HNO 3 --> NO + l 2 + H 2 O El N pasa de +5 a + 2 (Disminución del nº de oxidación del N): El N se reduce. Proceso de reducción. El l - pasa de -1 a (Aumento del nº de oxidación del l - ): El l - se oxida. Proceso de oxidación. Oxidación Reducción

4. 3º Pasamos a escribir las semirreacciones de oxidación y reducción, disociando en iones las especies que se puedan. Los compuestos covalentes se dejan igual. Semirreacción de oxidación: l - --> l 2 Semirreacción de reducción: NO 3 - --> NO

5. 4º Se ajustan los átomos de cada elemento, excepto el hidrógeno y el oxígeno que requieren un ajuste especial . Si éstos elementos ya están ajustados, saltamos este paso. Semirreacción de oxidación: 2 l - --> l 2 Semirreacción de reducción: NO 3 - --> NO

6. 5º Se ajusta el oxígeno. En disolución ácida: por cada átomo de oxígeno que falte, se añade una molécula de H 2 O. En disolución básica: por cada átomo de oxígeno que falte, se añaden 2 iones OH - y al otro miembro, una molécula de H 2 O . Nuestra reacción está en media ácido, por lo que hay que ajustar sólo la S. de reducción, que es la que tiene oxígenos: Semirreacción de oxidación: 2 l - --> l 2 Semirreacción de reducción: NO 3 - --> NO + 2 H 2 O

7. 6 º Se ajusta el hidrógeno. En dn ácida: por cada átomo de hidrógeno que falte, se añade un ión H + . En dn básica: por cada átomo de hidrógeno que falte, se añade una molécula de H 2 O y, al otro miembro, un ión OH - . Nuestra reacción está en media ácido, por lo que hay que ajustar sólo la S. de reducción, que es la que tiene hidrógenos : Semirreacción de oxidación: 2 l - --> l 2 Semirreacción de reducción: NO 3 - + 4 H + --> NO + 2 H 2 O

8. 7º Se ajustan las cargas. Para ello se añaden electrones ( e - ) a cada miembro, de forma que el número de cargas en los dos miembros de cada semirreacción sea el mismo. Semirreacción de oxidación: 2 l - --> l 2 + 2e - Semirreacción de reducción: NO 3 - + 4 H + + 3 e - --> NO + 2 H 2 O

9. 8 º Se iguale el nº de electrones en las dos semirreacciones, multiplicando cada una de ellas por el nº que se necesite para que se cumpla lo anterior. En nuestro caso, la 1ª se multiplica por 3 y la 2ª por 2 . Semirreacción de oxidación: 3 ( 2 l - --> l 2 + 2e - ) Semirreacción de reducción: 2 ( NO 3 - + 4 H + + 3 e - --> NO + 2 H 2 O)

10. 9º Se suman las semirreacciones. Se suman todos los reactivos y luego todos los productos. Al hacerlo se obtiene la “Ecuación iónica”, pero en nuestro enunciado tenemos una ecuación en forma molecular, por lo que tendremos que pasar de la iónica a la molecular S. de oxidación: 3 ( 2 l - --> l 2 + 2e - ) S. de reducción: 2 ( NO 3 - + 4 H + + 3e - --> NO + 2 H 2 O ) 6 l - + 2 NO 3 - + 8 H + + 6 e - --> 3 l 2 + 6e - + 2 NO + 4 H 2 O Simplifico todo lo que se pueda, y queda la siguiente ecuación iónica: 6 l - + 2 NO 3 - + 8 H + --> 3 l 2 + 2 NO + 4 H 2 O La paso a forma molecular, y ya queda ajustada: 6 HI + 2 HNO 3 --> 2 NO + 3 l 2 + 4 H 2 O

11. Lo siguiente es ajustar una reacción redox en medio básico . Nuestro ejemplo, en este caso, va a ser una ecuación en forma iónica. Los primeros pasos son iguales hasta llegar al ajuste de oxígenos y de hidrógenos. Hay pasos que se pueden saltar si lo que me piden ya está ajustado. ClO - + CrO 2 - --> CrO 4 2- + Cl -

12. 1 º Identificamos qué elemento se oxida ( semirreacción de oxidación ) y qué elemento se reduce ( semirreacción de reducción ) a partir de los  números de oxidación   de dichos elementos. Para ello usaremos las  reglas para la determinación del número de oxidación . ­ + 1 -2 +3 - 2.2 + 6 -2.4 -1 ClO - + CrO 2 - --> CrO 4 2- + Cl - El c loro pasa de +1 a -1 (Disminución del nº de oxidación del Cl): El ión hipoclorito, ClO - , se reduce a Cl - . Proceso de reducción. El cromo pasa de +3 a +6(Aumento del nº de oxidación del Cr ): El CrO 2 - se oxida a ión cromato , CrO 4 2- . Proceso de oxidación. Oxidación Reducción

13. 2 º Pasamos a escribir las semirreacciones de oxidación y reducción, disociando en iones las especies que se puedan. Los compuestos covalentes se dejan igual. Semirreacción de oxidación: CrO 2 - --> CrO 4 2- Semirreacción de reducción: ClO - --> Cl - Como en este caso tanto los elementos cromo como cloro están ajustados, nos saltamos el siguiente paso y pasamos a ajustar el oxígeno. No se puede cambiar el orden de los pasos. Hay que seguirlos así.

14. 3 º Se ajusta el oxígeno. En disolución ácida: por cada átomo de oxígeno que falte, se añade una molécula de H 2 O. En disolución básica: por cada átomo de oxígeno que falte, se añaden 2 iones OH - y al otro miembro, una molécula de H 2 O . Nuestra reacción está en media básico, por lo que hay que ajustar sólo la S. de reducción, que es la que tiene oxígenos: Semirreacción de oxidación: CrO 2 - + 4 OH - --> CrO 4 2- + 2 H 2 O Semirreacción de reducción: ClO - + H 2 O --> Cl - + 2 OH - Los hidrógenos están ajustados por lo que nos saltamos el siguiente paso y continuamos con el ajuste de cargas.

15. 4 º Se ajustan las cargas. Para ello se añaden electrones ( e - ) a cada miembro, de forma que el número de cargas en los dos miembros de cada semirreacción sea el mismo . En la oxidación tenemos 5 cargas negativas en los dos miembros. En la reducción tenemos 3 cargas negativas en cada parte de la semirreacción. S. de oxidación: CrO 2 - + 4 OH - --> CrO 4 2- + 2 H 2 O + 3 e - S. de reducción: ClO - + H 2 O + 2 e - --> Cl - + 2 OH -

16. 5 º Se iguale el nº de electrones en las dos semirreacciones, multiplicando cada una de ellas por el nº que se necesite para que se cumpla lo anterior. En nuestro caso, la 1ª se multiplica por 2 y la 2ª por 3. Así obtenemos 6 electrones en ambas semirreacciones. S. de oxidación: 2 ( CrO 2 - + 4 OH - --> CrO 4 2- + 2 H 2 O + 3 e - ) S . de reducción: 3( ClO - + H 2 O + 2 e - --> Cl - + 2 OH - )

17. 6 º Se suman las semirreacciones. Se suman todos los reactivos y luego todos los productos. Al hacerlo se obtiene la “Ecuación iónica”, que coincide con nuestro enunciado, por lo que la actividad terminaría aquí. S. de oxidación: 2 ( CrO 2 - + 4 OH - --> CrO 4 2- + 2 H 2 O + 3 e - ) S. de reducción: 3( ClO - + H 2 O + 2 e - --> Cl - + 2 OH - ) 2 CrO 2 - + 8 OH - + 3 ClO - + 3 H 2 O + 6 e - --> 2 CrO 4 2- + 4 H 2 O + 6e - + 3 Cl - + 6 OH - Simplifico todo lo que se pueda ( 8 OH - - 6 OH - = 2 OH - ) y ( 3 H 2 O - 4 H 2 O= 1 H 2 O ), y queda la siguiente ecuación iónica: 2 CrO 2 - + 2 OH - + 3 ClO - --> 2 CrO 4 2- + H 2 O + 3 Cl -

18. Vemos que en la ecuación final hay 2 especies que no estaban en la ecuación original. Hay que escribirlas aunque no estén en el enunciado. Ecuación final: 2 CrO 2 - + 2 OH - + 3 ClO - --> 2 CrO 4 2- + H 2 O + 3 Cl - Ecuación inicial: ClO - + CrO 2 - --> CrO 4 2- + Cl - Lo mismo puede pasar en media ácido, aunque en nuestro ejemplo no ocurriera. Se escribe todo lo que salga una vez que se han hecho las posibles simplificaciones. Con esto se termina el ajuste redox por el método del ión electrón. Imprescindible saber formular los compuestos inorgánicos y conocer qué sustancias son compuestos iónicos y covalentes.