Navegación
Reacciones de oxidación-reducción. Ajuste estequiométrico
De Wikillerato
(Página nueva: ==Ajuste estequimétrico de reacciones redox== ===Introducción=== Ajustar una reacción química significa poner los coeficientes numéricos que sean necesarios a las sustancias qu...) |
|||
| Línea 3: | Línea 3: | ||
===Introducción=== | ===Introducción=== | ||
| - | Ajustar una reacción química significa poner los coeficientes numéricos que sean necesarios a las sustancias que intervienen en la misma para que se cumpla el principio de conservación de los átomos de cada elemento al efectuarse la reacción. | + | ''Ajustar'' una reacción química significa poner los coeficientes numéricos que sean necesarios a las sustancias que intervienen en la misma para que se cumpla el principio de conservación de los átomos de cada elemento al efectuarse la reacción. |
En las reacciones sencillas este ajuste puede hacerse por tanteo sin mayores dificultades. Pero a medida que las reacciones son más complicadas el método del tanteo se vuelve complicado. Por ello es necesario disponer de un método que permita realizar esta operación de ajuste de un modo fácil y sistemático. | En las reacciones sencillas este ajuste puede hacerse por tanteo sin mayores dificultades. Pero a medida que las reacciones son más complicadas el método del tanteo se vuelve complicado. Por ello es necesario disponer de un método que permita realizar esta operación de ajuste de un modo fácil y sistemático. | ||
| - | Para ajustar reacciones de | + | Para ajustar '''reacciones de óxidación-reducción''' (''redox'') se tiene como fundamento el [[principio de la conservación de la carga eléctrica]]. Esto es, en una reacción redox de transferencia de los electrones se tiene que: |
| - | Los electrones que pierde total o parcialmente un reductor tienen que ser los mismos que adquiere el oxidante. | + | Los electrones que pierde total o parcialmente un reductor tienen que ser los mismos que adquiere el oxidante. |
Hay dos métodos de ajustes de las reacciones redox: el del número de oxidación, y el depón-electrón. El primero es útil porque se centra en los cambios químicos involucrados, mientras que el de ión-electrón es útil porque se focaliza en la transferencia de electrones. | Hay dos métodos de ajustes de las reacciones redox: el del número de oxidación, y el depón-electrón. El primero es útil porque se centra en los cambios químicos involucrados, mientras que el de ión-electrón es útil porque se focaliza en la transferencia de electrones. | ||
| Línea 23: | Línea 23: | ||
Los pasos a dar para ajustar una reacción redox con este método son los siguientes: | Los pasos a dar para ajustar una reacción redox con este método son los siguientes: | ||
| - | 1.- Se escribe la ecuación de la reacción redox a ajustar. Se ajusta la ecuación para todos los átomos que interviene en la misma utilizando los coeficientes estequiométricos apropiados. | + | '''1.-''' Se escribe la ecuación de la reacción redox a ajustar. Se ajusta la ecuación para todos los átomos que interviene en la misma utilizando los coeficientes estequiométricos apropiados. |
| - | 2. Se escribe encima del símbolo de cada elemento su número de oxidación, y se identifica los elementos que han cambiado su nox i.e. el oxidante y al reductor en la reacción . | + | '''2.''' Se escribe encima del símbolo de cada elemento su número de oxidación, y se identifica los elementos que han cambiado su nox i.e. el oxidante y al reductor en la reacción . |
| - | 3.- Hay que encontrar el neto incremento de nox de los átomos que sufren oxidación y el descenso neto del número de oxidación de los elementos que se han reducido. Así, para el oxidante se extrae su símbolo y se escribe su nox en sus dos estados, como reaccionate y como producto. Lo mismo se hace tonel reductor. | + | '''3.-''' Hay que encontrar el neto incremento de nox de los átomos que sufren oxidación y el descenso neto del número de oxidación de los elementos que se han reducido. Así, para el oxidante se extrae su símbolo y se escribe su nox en sus dos estados, como reaccionate y como producto. Lo mismo se hace tonel reductor. |
| - | 4.- Se multiplican ambos incrementos por los números convenientes para igualar el valor absoluto de sus cargas (que será el mínimo común múltiplo a ambos incrementos) de tal manera que ambos incrementos sean iguales. A continuación , oxidante y reductor intercambian sus multiplicadores y se comprueba que quedan ajustadas sus variaciones de carga en la reacción. | + | '''4.-''' Se multiplican ambos incrementos por los números convenientes para igualar el valor absoluto de sus cargas (que será el mínimo común múltiplo a ambos incrementos) de tal manera que ambos incrementos sean iguales. A continuación , oxidante y reductor intercambian sus multiplicadores y se comprueba que quedan ajustadas sus variaciones de carga en la reacción. |
| - | 5.- Los multiplicadores se introducen ahora como coeficientes. Teniendo en cuenta que lo importante es el número de átomos del elemento considerado, y que por lo tanto, los coeficientes pueden ser suplidos por subíndices, cuando los hay en la formula correspondiente. | + | '''5.-''' Los multiplicadores se introducen ahora como coeficientes. Teniendo en cuenta que lo importante es el número de átomos del elemento considerado, y que por lo tanto, los coeficientes pueden ser suplidos por subíndices, cuando los hay en la formula correspondiente. |
| - | 6. Finalmente, se ajusta el coeficiente de aquellas sustancias cuyo elementos no han participado en el proceso redox pero si en la reacción global. | + | |
| + | '''6.-''' Finalmente, se ajusta el coeficiente de aquellas sustancias cuyo elementos no han participado en el proceso redox pero si en la reacción global. El agua suele serla molécula más frecuente en ser ajustada | ||
Ejemplo de aplicación de estas reglas: | Ejemplo de aplicación de estas reglas: | ||
| Línea 44: | Línea 45: | ||
<math> HNO_3 + HBr --> Br_2 + NO+ H_2O </math> | <math> HNO_3 + HBr --> Br_2 + NO+ H_2O </math> | ||
| - | 1. Se anotan los nox de cada elemento y se identifica a continuación el elemento oxidante (que sufre una reducción) y el reductor (que sufre oxidación). | + | 1. Se anotan los nox de cada elemento (incluidos entre paréntesis) y se identifica a continuación el elemento oxidante (que sufre una reducción) y el reductor (que sufre oxidación). |
| - | 2 y 3. Se extraen por separado los procesos atómicos de oxidación y reducción. | + | [[Imagen:Redox_A.gif]] |
| + | |||
| + | 2 y 3. Se extraen por separado los procesos atómicos de oxidación y reducción: | ||
| + | |||
| + | [[Imagen:Redox_B.gif]] | ||
3. Se igualan los incrementos multiplicando la reducción por 2 y la oxidación por 3: | 3. Se igualan los incrementos multiplicando la reducción por 2 y la oxidación por 3: | ||
| + | |||
| + | [[Imagen:Redox_C.gif]] | ||
4.- Los coeficientes atómicos moleculares obtenidos enel paso anterior se introducen como coeficientes en la reacción: | 4.- Los coeficientes atómicos moleculares obtenidos enel paso anterior se introducen como coeficientes en la reacción: | ||
| Línea 58: | Línea 65: | ||
Esto es: | Esto es: | ||
| - | <math> 2HNO_3 + 6HBr --> Br_2 + 2NO+ | + | <math> 2HNO_3 + 6HBr --> Br_2 + 2NO + 4H_2O </math> Reacción redox ajustada |
| - | El ajuste se ha terminado, pero hay que tener el hábito de | + | El ajuste se ha terminado, pero hay que tener el hábito de comprobar que este se ha ealizado de manera correcta contando los los átomos de cada elemento en las sustancias reaccionantes y en los productos de la reacción. |
Revisión de 12:03 13 ago 2010
Tabla de contenidos |
Ajuste estequimétrico de reacciones redox
Introducción
Ajustar una reacción química significa poner los coeficientes numéricos que sean necesarios a las sustancias que intervienen en la misma para que se cumpla el principio de conservación de los átomos de cada elemento al efectuarse la reacción.
En las reacciones sencillas este ajuste puede hacerse por tanteo sin mayores dificultades. Pero a medida que las reacciones son más complicadas el método del tanteo se vuelve complicado. Por ello es necesario disponer de un método que permita realizar esta operación de ajuste de un modo fácil y sistemático.
Para ajustar reacciones de óxidación-reducción (redox) se tiene como fundamento el principio de la conservación de la carga eléctrica. Esto es, en una reacción redox de transferencia de los electrones se tiene que:
Los electrones que pierde total o parcialmente un reductor tienen que ser los mismos que adquiere el oxidante.
Hay dos métodos de ajustes de las reacciones redox: el del número de oxidación, y el depón-electrón. El primero es útil porque se centra en los cambios químicos involucrados, mientras que el de ión-electrón es útil porque se focaliza en la transferencia de electrones.
Antes de proceder al ajuste de una reacción redox se debe disponer de una reacción escrita en forma cualitativa y completa,con todos sus reaccionantes y productos.
Método del número de oxidación
Es el método más conveniente a emplear para reacciones redox entre sustancias moleculares, covalentes como las que suelen darse en fase gaseosa.
La clave del método del número de oxidación (nox) para el ajuste (también llamado balanceo) es tener en cuanta que el cambio en el total de todos los números de oxidación debe ser cero. Esto es, que los incrementos del nox del oxidante y del reductor deben anularse entre si al sumar los algebraicamente para de este modo cumplir con el principio de conservación de la carga eléctrica. Esto es un incremento en el número de oxidación para el átomo oxidado debe compensarse con una disminución en el nox del átomo reducido.
Los pasos a dar para ajustar una reacción redox con este método son los siguientes:
1.- Se escribe la ecuación de la reacción redox a ajustar. Se ajusta la ecuación para todos los átomos que interviene en la misma utilizando los coeficientes estequiométricos apropiados.
2. Se escribe encima del símbolo de cada elemento su número de oxidación, y se identifica los elementos que han cambiado su nox i.e. el oxidante y al reductor en la reacción .
3.- Hay que encontrar el neto incremento de nox de los átomos que sufren oxidación y el descenso neto del número de oxidación de los elementos que se han reducido. Así, para el oxidante se extrae su símbolo y se escribe su nox en sus dos estados, como reaccionate y como producto. Lo mismo se hace tonel reductor.
4.- Se multiplican ambos incrementos por los números convenientes para igualar el valor absoluto de sus cargas (que será el mínimo común múltiplo a ambos incrementos) de tal manera que ambos incrementos sean iguales. A continuación , oxidante y reductor intercambian sus multiplicadores y se comprueba que quedan ajustadas sus variaciones de carga en la reacción.
5.- Los multiplicadores se introducen ahora como coeficientes. Teniendo en cuenta que lo importante es el número de átomos del elemento considerado, y que por lo tanto, los coeficientes pueden ser suplidos por subíndices, cuando los hay en la formula correspondiente.
6.- Finalmente, se ajusta el coeficiente de aquellas sustancias cuyo elementos no han participado en el proceso redox pero si en la reacción global. El agua suele serla molécula más frecuente en ser ajustada
Ejemplo de aplicación de estas reglas:
El ácido nítrico reacciona con el ácido bromhídrico para dar bromo libre, monóxido de nitrógeno y agua.
El ajuste de esta reacción redox se realizaría de la siguiente manera siguiendo los pasos del método del número de oxidación.
Se escribe en primer lugar la ecuación de la reacción en forma solo cualitativa (sin ajustar):
1. Se anotan los nox de cada elemento (incluidos entre paréntesis) y se identifica a continuación el elemento oxidante (que sufre una reducción) y el reductor (que sufre oxidación).
2 y 3. Se extraen por separado los procesos atómicos de oxidación y reducción:
3. Se igualan los incrementos multiplicando la reducción por 2 y la oxidación por 3:
4.- Los coeficientes atómicos moleculares obtenidos enel paso anterior se introducen como coeficientes en la reacción:
5. Finalmente hay que ajusta el número de moléculas de agua que stan sin ajustar. El coeficiente estequiométrico del agua 
viene determinado por el contenido de H y O de los reactivos ya ajustados:
Esto es:
Reacción redox ajustada
El ajuste se ha terminado, pero hay que tener el hábito de comprobar que este se ha ealizado de manera correcta contando los los átomos de cada elemento en las sustancias reaccionantes y en los productos de la reacción.
Método del ión-electrón
[Categoría: Química]]
Tweet
