BALANCEO DE ECUACIONES REDOX. MÉTODO DEL ION-ELECTRÓN

BALANCEO DE ECUACIONES REDOX. MЙTODO DEL ION-ELECTRУN Dr. Anнbal Bascucбn Blaset Departamento de Quнmica Inorgбnica y Nuclear FACULTAD DE QUHMICA U.N.A.M 2007

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BALANCEO DE ECUACIONES REDOX. MЙTODO DEL ION-ELECTRУN FACULTAD DE QUHMICA UNAM Dr. Anнbal Bascucбn Blaset Introducciyn: De acuerdo a sus caracterнsticas quнmicas, las reacciones pueden ser agrupadas de muy diferentes maneras. Asн es posible hablar de reacciones бcido-base, de sнntesis, de doble descomposiciyn o metatesis, de sustituciyn, de neutralizaciyn, de oxidaciyn-reducciyn, etcйtera. En esta presentaciyn nos abocaremos a la resoluciyn de las ecuaciones mediante las cuales se representa a las reacciones de yxidaciyn-reducciyn , y estudiaremos el balanceo de ecuaciones por el mйtodo del ion-electryn.

El contenido estб destinado a estudiantes que se inician en este estudio , razyn por la cual se dan muchos detalles y algunas indicaciones, justamente para principiantes. Este procedimiento es llamado "mйtodo del ion-electryn" , porque en su resoluciyn aparecen iones y electrones, por cuanto la mayor parte de las reacciones presentadas ocurren en medio acuoso. Aunque a veces tambiйn aparecen especies al estado sylido o lнquido, las que se expresan por sus sнmbolos, sus fyrmulas mнnimas o sus fyrmulas globales. Ej. Cu, Fe, Hg, As 2 S 3 , CuO, SO 2, H 2 O, etcйtera.

Durante el balanceo de las ecuaciones se emplean los iones y molйculas que cambian durante el proceso, es decir, aquellas especies quнmicas en las cuales el elemento principal (el elemento central de las especies poliatymicas) aumenta o disminuye su nъmero de oxidaciyn. En los iones poliatymicos se hace hincapiй sobre el бtomo central, porque es el que experimenta el cambio en el nъmero de oxidaciyn durante el proceso de yxido- reducciyn. Ejemplos.

Mn O 4 - Mn 2+ Mn 7+ Mn 2+ Cr O 4 2- Cr 3+ Cr 6+ Cr 3+ N O 3 - NO N 5+ N 2+ AsO 3 3- AsO 4 3- As 3+ As 5+ Lo anterior implica que en uno u otro miembro de la ecuaciyn deberбn aparecer los electrones necesarios para igualar las cargas presentes en ambos miembros de la misma. Por otra parte, como se trabaja en medio acuoso, estarбn presentes el agua y los hidronios o los hidroxilos, segъn el caso, los que serбn nuestras herramientas para el balanceo de las ecuaciones. Para facilitar la escritura se representa los hidronios H 3 O + por H + . 1. Reacciones de oxidaciyn-reducciyn en medio бcido . En este caso, las especies quнmicas auxiliares que pueden aparecer son:

H + , H 2 O y, por supuesto, los electrones e - . Se parte del hecho de que se conocen los reaccionantes (reactivos agregados) y los productos de la reacciyn quнmica (reactivos producidos). 1

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En estas ecuaciones siempre estбn presentes una especie oxidante y una especie reductora, ya sea en los reactivos iniciales o en los productos obtenidos. En el proceso, el бtomo principal de la especie oxidante acepta electrones y se transforma en una especie de menor nъmero de oxidaciyn que se conoce como el estado reducido de la especie oxidante, por haber captado electrones.Ej. Fe 3+ + e - Fe 2+ Por su parte, el бtomo principal de la especie reductora cede electrones, se oxida, y se transforma en una especie oxidada. El бtomo central o бtomo principal ha aumentado asн su nъmero de oxidaciyn.

A cada una de estas dos reacciones se las llama semireacciones de oxidaciyn o de reducciyn, segъn el caso. Oxidante + ne - Reductor ( ne - : N° de electrones) Examinemos algunas reacciones en que un oxidante acepta electrones y da origen una especie reducida. Debemos insistir en que cuando el oxidante oxida a otra especie, йl mismo se reduce al aceptar electrones. Ha disminuido su nъmero de oxidaciyn. Ejemplos:

Especie Especie Pares oxidante Reducida Redox Sn 4+ + 2e - Sn 2+ Sn 4+ /Sn 2+ Fe 3+ + 1e - Fe 2+ Fe 3+ /Fe 2+ ЅO 2 + 2e - O 2- Ѕ O 2 /O 2- 2- O 2 + 4e - 2 O 2- O 2 /O 2- S + 2e - S 2- S/S 2- ЅCl 2 + 1e - Cl - Cl 2 /Cl - O 2 + 2e - O 2 2- O 2 /O 2 Cl 2 + 2e - 2Cl - Cl 2 /Cl - En los ejemplos anteriores, un iyn o un бtomo capta electrones, se reduce. A estas ecuaciones se las llama semirreacciones de reducciyn . Para simplificar la presentaciyn hemos omitido informaciones acerca de las condiciones de las especies. Asн Sn 4+ (ac) se representa por Sn 2+ , y Cl 2(g)) se anota como Cl 2 . Semirreacciones de reducciyn. Ejercicios con especies monoatymicas:

F 2 + 2e - 2F - Cl 2 + 2e - 2Cl - Br 2 + 2e - 2Br - I 2 + 2e - 2I - S + 2e - S 2- 2

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