2.1. Reacciones de oxidación-reducción
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Imagen 5. Rafal
Konkolewski,
Creative commons |
Las reacciones de oxidación-reducción (redox) implican la transferencia de electrones entre especies químicas. Se llaman también reacciones de transferencia de electrones ya que la partícula que se intercambia es el electrón.
En una reacción de oxidación-reducción tienen lugar dos procesos simultáneos, la oxidación y la reducción.
Actividad
La oxidación es el proceso en el cual una especie química pierde electrones y su número de oxidación aumenta.
La reducción es el proceso en el cual una especie química gana electrones y su número de oxidación disminuye.
4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3
En el transcurso de esta reacción, cada átomo de aluminio pierde tres electrones para formar un ión Al3+
Al → Al3+ + 3 e-
Y cada molécula de O2 gana cuatro electrones para formar dos iones O2-
O2 + 4 e- → 2 O2-
Como los electrones ni se crean ni se destruyen en las reacciones químicas, la oxidación y la reducción son inseparables.
El aluminio cede electrones y el oxígeno los gana. El aluminio actúa como agente reductor, se oxida (su número de oxidación pasa de 0 a +3) cediendo tres electrones, mientras que el oxígeno actúa como agente oxidante, se reduce (su número de oxidación pasa de 0 a -2) ganando dos electrones.
Ejemplo o ejercicio resuelto
2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3
Objetivos
Las reacciones de combustión
Una reacción de combustión es un tipo de reacción redox en la que un material combustible se combina con el oxígeno del aire para formar, entre otros productos, dióxido de carbono con desprendimiento de energía (reacción exotérmica).
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| Imagen 6. Kallemax, dominio público |
Un ejemplo típico es la reacción del carbono con el oxígeno:
C + O2 → CO2
En esta reacción, el carbono cede electrones y el oxígeno los gana. El carbono se oxida y su número de oxidación pasa de 0 a +4 cediendo cuatro electrones, mientras que el oxígeno se reduce y su número de oxidación pasa de 0 a -2 ganando dos electrones.
Normalmente, en una reacción de combustión se combina el oxígeno con un hidrocarburo para formar dióxido de carbono y agua. Un ejemplo es la combustión del butano:
2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O
Otro ejemplo es la respiración de los seres vivos, en la que se produce CO2 y H2O a partir del oxígeno del aire y la glucosa, mediante un proceso que se puede resumir en la ecuación:
Pre-conocimiento
Aluminotermia: soldadura de raíles
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| Imagen 7. Skatebiker, dominio público |
Cuando se hace reaccionar el aluminio con un óxido metálico, se produce una reacción conocida como termita o aluminotermia. El proceso fue descubierto por Hans Goldscmidt a finales del siglo XIX, y en la actualidad se utiliza en soldadura.
La soldadura aluminotérmica es un procedimiento utilizado en carriles de vías férreas y en otras estructuras. Consiste en provocar la reducción del óxido de hierro (III) por el aluminio, proceso fuertemente exotérmico, para obtener hierro y óxido de aluminio.
Fe2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Fe
En la siguiente película puedes ver cómo se realiza el proceso de soldadura de raíles continuos.
AV - Pregunta de Selección Múltiple
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| Imagen 8. CaesiumFluoride, Creative commons |
El aluminio se oxida.
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El hierro se oxida.
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El número de oxidación del aluminio aumenta.
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El número de oxidación del hierro aumenta.
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