REACCIONES REDOX REACCIONES REDOX Ajuste por el método delAjuste por el método del
Ion-electrónIon-electrón(medio básico)(medio básico)
Química 2º Bachillerato
José Manuel Bélmez MacíasKALIUM academia
www.kaliumacademia.com924 104 283 - 655 840 225
REACCIONES REDOX Ajuste por el método del Ion-electrón (medio básico)REACCIONES REDOX Ajuste por el método del Ion-electrón (medio básico)Química 2º Bachillerato
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¿Qué son?¿Qué son?Ajuste REDOXAjuste REDOXMétodo del Método del ionion-electrón-electrón
Cálculo Cálculo nºnº oxidación oxidaciónIdentificación de Identificación de semirreaccionessemirreaccionesSemirreacciones iónicasSemirreacciones iónicasAjuste de Ajuste de semirreaccionessemirreaccionesMultiplicación de Multiplicación de semirreaccionessemirreaccionesReacción iónica globalReacción iónica globalReacción molecularReacción molecular
¿Qué son?¿Qué son?
Una reacción redox es una reacción de transferencia de electrones
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
En ella una especie (A) aumenta su número de oxidación (de n a n+1) y se dice que se ha oxidado
Y otra especie (B) disminuye en su número de oxidación (de m a m-1) y se dice que se ha reducido
PODRÍAMOS ENTENDER EL PROCESO COMO LA SUMA DE DOS SEMIRREACCIONES:
OXIDACIÓN:
REDUCCIÓN:
Donde A cede un electrón a B provocando su reducción y diríamos que A es el AGENTE REDUCTOR
O bien que B le quita un electrón a A provocando su oxidación y diríamos que B es el AGENTE OXIDANTE
Ajuste de reacciones redoxAjuste de reacciones redox
El ajuste de una reacción redox consiste en balancear la ecuación química:
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
La forma más sencilla es el
MÉTODO DEL IÓN -ELECTRÓN
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234 258338 +++→+
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3
1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REGLAS:
El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REGLAS:
El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga
El estado de oxidación de un elemento libre es cero
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REGLAS:
+1 +1
El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga
El estado de oxidación de un elemento libre es cero
El estado de oxidación de H en sus combinaciones es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde es -1
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
+1
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REGLAS:
-2 -2
El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga
El estado de oxidación de un elemento libre es cero
El estado de oxidación de H en sus combinaciones es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde es -1
El estado de oxidación de O en sus combinaciones es -2, excepto en los peróxidos, donde es -1 y en su combinación con flúor donde es +2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REGLAS:
+1 +1
El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga
El estado de oxidación de un elemento libre es cero
El estado de oxidación de H en sus combinaciones es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde es -1
El estado de oxidación de O en sus combinaciones es -2, excepto en los peróxidos, donde es -1 y en su combinación con flúor donde es +2
El estado de oxidación, en sus combinaciones, de los metales alcalinos es +1 (grupo 1 del S.P.) y +2 para los alcalinotérreos (grupo 2 del S.P.)
-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REGLAS:
El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga
El estado de oxidación de un elemento libre es cero
El estado de oxidación de H en sus combinaciones es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde es -1
El estado de oxidación de O en sus combinaciones es -2, excepto en los peróxidos, donde es -1 y en su combinación con flúor donde es +2
El estado de oxidación, en sus combinaciones, de los metales alcalinos es +1 (grupo 1 del S.P.) y +2 para los alcalinotérreos (grupo 2 del S.P.)
En las sales binarias, los halógenos actúan con -1, los elementos del grupo del oxígeno con -2, los del grupo del nitrógeno con -3, C y Si con -4 y B con -3
+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
1) Calcular los números de oxidación de cada átomo en cada especie
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REGLAS:
+7 +5
El estado de oxidación de un ion monoatómico es igual a su carga
El estado de oxidación de un elemento libre es cero
El estado de oxidación de H en sus combinaciones es +1, excepto en los hidruros metálicos, donde es -1
El estado de oxidación de O en sus combinaciones es -2, excepto en los peróxidos, donde es -1 y en su combinación con flúor donde es +2
El estado de oxidación, en sus combinaciones, de los metales alcalinos es +1 (grupo 1 del S.P.) y +2 para los alcalinotérreos (grupo 2 del S.P.)
En las sales binarias, los halógenos actúan con -1, los elementos del grupo del oxígeno con -2, los del grupo del nitrógeno con -3, C y Si con -4 y B con -3
La suma de todos los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto neutro es cero. Si el compuesto es iónico, dicha suma es igual a la carga del ion.
+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
2) Identificar que elemento se reduce y que elemento se oxida
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
3) Escribir en forma iónica las semirreacciones de oxidación y de reducción*
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
*¡¡CUIDADO!!: sólo se ponen en forma iónica los ácidos, los hidróxidos y las sales
La carga eléctrica (q) surge de la suma de los números de oxidación, así por ejemplo en el ion permanganato:
MnO4+7 -2
q=7+4·(-2)=-1 MnO 4-
S. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- → MnO2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
NH →3 NO -
3
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
3) Ajustar cada semirreacción
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
A) Primero se ajustan los elementos distintos de hidrógeno y de oxígeno
S. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 NO -
3
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
3) Ajustar cada semirreacción
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
B) Ajustamos el oxígeno e hidrógeno a la vez añadiendo H2O en el miembro que tenga más oxígeno e iones OH- en el otro.
A) Primero se ajustan los elementos distintos de hidrógeno y de oxígeno
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 OH
-4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
1 3- -OMnO4 →MnO2 ++ OHH2ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO, Y UNA FORMA SENCILLA ES IR PRACTICANDO UN TANTEO COMO SE MUESTRA EN ESTE EJEMPLO: 1) Suponemos un coeficiente para H2O (empezamos por 1)
2) Calculamos el coeficiente para OH- que ajusta los oxígenos (3)
3) Comprobamos si H queda ajustado:· Como resultan 2H a la izquierda y 3H a la derecha, volvemos a empezar
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
3) Ajustar cada semirreacción
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
B) Ajustamos el oxígeno e hidrógeno a la vez añadiendo H2O en el miembro que tenga más oxígeno e iones OH- en el otro.
A) Primero se ajustan los elementos distintos de hidrógeno y de oxígeno
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 OH
-4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
OMnO4- →MnO2 ++ 2 OH-4H2ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO, Y UNA FORMA
SENCILLA ES IR PRACTICANDO UN TANTEO COMO SE MUESTRA EN ESTE EJEMPLO: 1) Suponemos un nuevo coeficiente para H2O (2)
2) Calculamos el coeficiente para OH- que ajusta los oxígenos (4)
3) Comprobamos si H queda ajustado:· Como resultan 4H a la izquierda y 4H a la derecha, ¡¡hemos terminado!!
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
3) Ajustar cada semirreacción
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
D) Ajustamos las cargas añadiendo electrones (e-) de manera que la carga neta sea igual en ambos miembros
A) Primero se ajustan los elementos distintos de hidrógeno y de oxígeno
ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO PERO ES FÁCIL SI TENEMOS EN CUENTA QUE LOS ELECTRONES SE SITÚAN A LA IZQUIERDA EN LA REDUCCIÓN Y A LA DERECHA EN LA OXIDACIÓN Y QUE CADA UNO APORTA UNA CARGA NEGATIVA, POR LO QUE SE PUEDE PLANTEAR UNA SENCILLA ECUACIÓN:
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-OH
-4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
-
+1•(−1) + +2•0 x•(−1) 1•0 4•(−1)=
x=3
OMnO4- →MnO2 ++ 2 OH4H2 +xe-
B) Ajustamos el oxígeno e hidrógeno a la vez añadiendo H2O en el miembro que tenga más oxígeno e iones OH- en el otro.
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
4) Multiplicar cada semirreacción por un coeficiente para que tengan igual nº de electrones
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
5) Sumar ambas semirreacciones
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
+ ++
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+
MnO4- →16 +8
OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
ESTE PASO SUELE SER CONFLICTIVO PERO ES FÁCIL SI TENEMOS EN CUENTA QUE LA REACCIÓN IÓNICA YA ESTÁ AJUSTADA, ASÍ QUE AÑADIMOS LOS CONTRAIONES QUE
NECESITEMOS PERO EN IGUAL CANTIDAD A AMBOS LADOS DE LA REACCIÓN
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
+ ++MnO4- →16 +8 OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
PRIMERO SIMPLIFICAMOS LAS ESPECIES IGUALES EN AMBOS MIEMBROS
Como si de una ecuación matemática se tratara, se van 16 moléculas de H2O de cada miembro
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
+ ++MnO4- →16 +8 OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
PRIMERO SIMPLIFICAMOS LAS ESPECIES IGUALES EN AMBOS MIEMBROS
Igualmente se van 27 iones OH- de cada miembro
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
+ ++MnO4- →16 +8 OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20 0 5
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
CADA ION PERMANGANATO (MnO4-) LLEVA UN ION POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
+ ++MnO4- →16 +8 OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20 0 5
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
CADA ION PERMANGANATO (MnO4-) LLEVA UN ION POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL
Y como en la reacción iónica hay ocho iones permanganato añadimos ocho iones potasio (K+) a cada lado de la reacción
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
+ ++MnO4- →16 +
K +
88
OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20 0 5
K +8
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
CADA ION NITRATO (NO3-) LLEVA UN POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
+ ++MnO4- →16 +
K +
88
OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20 0 5
K +8
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
Y como en la reacción iónica hay tres iones NO3- necesitaríamos otros 3 K+, qué tomamos de los
ya añadidos
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
CADA ION NITRATO (NO3-) LLEVA UN POTASIO (K+) EN LA REACCIÓN ORIGINAL
+ ++MnO4- →16 +
K +
88
OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20 0 5
K +35K +8
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
EL RESTO DE ESPECIES: AMONIACO (NH3), DIÓXIDO DE MANGANESO (MnO2) Y AGUA, EN LA REACCIÓN ORIGINAL Y EN LA IONICA ESTÁN TAL CUAL ASÍ QUE NO HACE FALTA AÑADIR NADA
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
+ ++MnO4- →16 +
K +
88
OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20 0 5
K +35K +8
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
AHORA AGRUPAMOS LOS IONES PARA FORMAR LAS ESPECIES DE LA REACCIÓN ORIGINAL
+ ++
OS. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+
MnO4- →16 +
K +
88
OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234 538 +++→+ 3
20 0 5
K +35K +8
O
Método del ion-electrón Método del ion-electrón (medio básico)(medio básico)
6) Convertir la reacción iónica en molecular
José Manuel Bélmez Macías
ÍNDICE
S. Reducción:
S. Oxidación:
MnO4- →
NH →MnO2 ++ 2 +3e-
+ 8e-( )·8( )·3
+
PARA LAS SUSTANCIAS MOLECULARES CONSERVAMOS LOS COEFICIENTES
OH-
4H2
REDUCCIÓNOXIDACIÓN
+7 +5+1 +1-2 -2
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234+++→+ 3
-2-2-2+1 +1+1+1 +4-3
3 OH -9+ NO -
3 O6H2+
OHKOHMnOKNONHKMnO 2234 258338 +++→+ 3
+ ++MnO4- →16 +
K +
88
OH2 NH33 OH -27+ MnO28 OH -32+NO -
33 18 OH2
20 0 5
K +35K +8
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