BALANCEO DE REACCIONES REDOX (OXIDACION REDUCCION)

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1 BALANCEO DE REACCIONES REDOX (OXIDACION REDUCCION)
INSTITUCION EDUCATIVA CIUDAD LA HORMIGA AREA DE QUIMICA ING. Q. FERNEY PALACIOS

2 RXNS DE OXIDACION - REDUCCION
Ocurren cuando las sustancias que se combinan intercambian electrones, lo que involucra una variación en el numero de oxidación de las especies químicas que reaccionan. El manejo del Numero de Oxidación es indispensable para el Balance de las reacciones REDOX

3 Fe0 + Cu+2 → Fe+2 + Cu0 Por ejemplo:
Existe un cambio en el numero de Oxidación tanto en el Hierro como en el Cobre, por lo tanto es una reacción de Oxidación Reducción. RECUERDA: El Numero de Oxidación se define como la carga real que tienen las especies químicas, que forman las sustancias puras.

4 REGLAS NUMERO DE OXIDACION
No. Oxidación de un elemento Químico Es Cero (0) ya sea que se encuentre en forma atómica o poli atómica. Na Cu Fe H No de Oxidación Cero para todos estos elementos Cl2 N2 P4 S8 Fe2 (g)0 + H2 (g) 0 → 2HF(g) No Oxidación Cero tanto para el Hierro como para el Hidrogeno, pero no para la molécula de Fluoruro de Hidrogeno

5 Pierden Electrones (e-)
2. No Oxidación de un Ion Monoatómico (Catión o Anión) Es la carga eléctrica real, + o -, que resulta de la perdida o ganancia de electrones respectivamente CATIONES: Na+, Cu+2, Hg+2, Cr+3, Ag+, Fe+2, Fe+3 ANIONES: F-, Br-, S-2, N-3, O-2, As-3 Pierden Electrones (e-) Ganan Electrones (e-)

6 3. No Oxidación del Hidrogeno Es de +1, a excepción de los Hidruros donde es de No Oxidación del Oxigeno Es de -2, a excepción de los Peróxidos donde es de -1.

7 5. No Oxidación de elementos que forman compuestos covalentes binarios (Entre No Metales) Son las cargas reales que se asignan con base en la electronegatividad de los elementos combinados. Mas Electronegativo: Menos Electronegativo: Asignación de Carga NEGATIVA Asignación de Carga POSITIVA

8 Aumento de la Electronegatividad
Aumento de Electronegatividad

9 Si, Sb, B, As, P, H, C, N, Te, Se, I, Br, Cl, O, F
Asignación Carga NEGATIVA Si, Sb, B, As, P, H, C, N, Te, Se, I, Br, Cl, O, F Asignación Carga POSITIVA

10 6. No Oxidación de Un Catión o Anión Poli atómicos Es la carga real que se asigna a los elementos combinados con base en la electronegatividad de dichos elementos. La carga que se asigna se considera como si fuera el resultado de la transferencia total de electrones (Carga Iónica.)

11 Por ejemplo: Ion Hipoclorito: ClO- Los números de Oxidación son: [ Cl+1O-2]-1 Ion Sulfato: SO4-2 Los números de Oxidación son: [ S+6O4-2]-2 Ion Nitrato: NO3- Los números de oxidación son: [ N+5O3-2]-

12 7. Números de Oxidación y Cargas de en Compuestos Iónicos Poli atómicos Cuando se tiene la formula completa de un compuesto iónico, la suma tanto de los números de oxidación como de las cargas debe ser Cero (0). Na2SO4 NUMEROS DE OXIDACIÓN +1 +6 -2 (Na)2+1 (SO4)-2 NUMEROS DE CARGA

13 [Ag(NH3)2 ]NO3 NUMEROS DE OXIDACIÓN +1 -3 +1 +5 -2 NUMEROS DE CARGA

14 8. No Oxidación en Compuestos Orgánicos Se asigna con base en la Electronegatividad; sin embargo, aquí se sugiere escribir las formulas desarrolladas de dichos compuestos. CH3CH2OH +1 +1 -2 -1 -3 +1 +1 +1 +1

15 CH3COOH +1 -2 +1 -3 -2 +1 +3 +1

16 Par de electrones sin compartir (+1)
CH3CH(NH2)COOH +1 +1 -2 +1 -3 -2 +3 +1 +1 -3 +1 Par de electrones sin compartir (+1) +1

17 EJERCICIOS Determina el numero de oxidación de los elementos que forman los iones y compuestos siguientes; busca en la literatura un nombre para cada uno de ellos. NH2OH NH4NO3 KMnO4 SnO2-2 PbO3-2 K2PtCl6 K2[TiCl6] CH3CH2CH2CH2NH2 Fe3(PO4)2

18 CONCEPTOS DE OXIDACION REDUCCION
Proceso mediante el cual una especie química PIERDE electrones y por ende su numero de oxidación AUMENTA. Ca0 → Ca+2 + 2e- Los electrones perdidos aparecen en los Productos, con el fin de equilibrar cargas con los reactivos Perdida de Electrones OXIDACIÓN Aumenta No de oxidación

19 Ganancia de Electrones
REDUCCIÓN: Proceso mediante el cual una especie química GANA electrones y por ende su numero de oxidación DISMINUYE. Cl0 + 1e- → Cl-1 Los electrones ganados aparecen en los Reactivos, con el fin de equilibrar cargas con los Productos Ganancia de Electrones REDUCCIÓN Disminuye No de oxidación

20 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Número de Oxidación OXIDACIÓN
Número de Oxidación OXIDACIÓN REDUCCIÓN

21 AGENTE OXIDANTE: Especie química que en un proceso REDOX, causa la oxidación del otro compuesto; aceptando electrones y por tanto se REDUCE en dicho proceso. Ca0 + Cl20 → Ca+2Cl2-1 Agente oxidante es el CLORO, por que oxida al Calcio y el se reduce Gana Electrones AGEN. OXIDANTE Disminuye No de oxidación

22 AGENTE REDUCTOR: Especie química que en un proceso REDOX, causa la reducción del otro compuesto; perdiendo electrones y por tanto se OXIDA en dicho proceso. Ca0 + Cl20 → Ca+2Cl2-1 Agente Reductor es el CALCIO, por que reduce al Cloro y el se Oxida. Pierde Electrones AGEN. REDUCTOR Aumenta No de oxidación

23 BALANCE POR METODO REDOX
Este método se basa en los cambios en los números de Oxidación de las especies que reaccionan. A continuación se describen los pasos de este método, mediante un ejemplo.

24 KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
En el laboratorio se lleva a cabo la siguiente reacción química; se conocen los productos a obtener, pero no la cantidad de reactivos necesarios para la reaccion, ni la cantidad de productos. Utiliza el método REDOX y determine tal cantidad balanceando la ecuación química. KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Permanganato de Potasio Sulfato Ferroso Acido Sulfurico Sulfato de manganeso (II) Sulfato Ferrico Sulfato de Potasio Agua SAL OXACIDA SAL OXACIDA ACIDO OXACIDO SAL OXACIDA SAL OXACIDA SAL OXACIDA SOLVENTE UNIVERSAL

25 PASO 1. Calculo de los Números de Oxidación
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 +1 +1 +1 +1 +6 +6 +6 +6 +6 +7 +2 +2 +3

26 PASO 2. Identificar que elementos cambian el numero de Oxidación
Se identifican los elementos y se escriben como semireacciones de Oxidación y Reducción, no importa el orden de las escrituras. Mn+7 → Mn+2 Fe+2 → Fe2+3

27 Mn+7 → Mn+2 2Fe+2 → Fe2+3 PASO 3. Balance de Masa.
Debe existir la misma cantidad de especies químicas tanto en reactivos como en Productos. Mn+7 → Mn+2 2Fe+2 → Fe2+3

28 PASO 4. Balance de Carga. Debe existir igual numero de carga tanto en reactivos como en Productos. Lo único que puede utilizarse para el Balance de carga son los electrones que se pierden o se ganan en el proceso REDOX. ATENCION: El Balance de Carga siempre debe realizarse después del balance de Masa.

29 Identifíquese las reacciones de Oxidación y Reducción para poder realizar el balance de carga.
Mn+7 → Mn+2 2Fe+2 → Fe2+3 RXN REDUCCION RXN OXIDACION

30 Mn+7 + 5e- → Mn+2 2Fe+2 → Fe2+3 + 2e-
Identifíquese las reacciones de Oxidación y Reducción para poder realizar el balance de carga. Mn e- → Mn+2 2Fe+2 → Fe e- RXN REDUCCION RXN OXIDACION

31 [Mn+7 + 5e- → Mn+2 ] x 2 [ 2Fe+2 → Fe2+3 + 2e- ] x 5
PASO 5. Balance de los electrones intercambiados (perdidos y ganados) en las semireacciones redox balanceadas. El # de e- intercambiados debe ser el mismo, para ello se multiplica de manera cruzada los electrones perdidos y ganados, y se simplifica la ecuación. [Mn e- → Mn+2 ] x 2 [ 2Fe+2 → Fe e- ] x 5 RXN REDUCCION RXN OXIDACION

32 [Mn+7 + 5e- → Mn+2 ] x 2 [ 2Fe+2 → Fe2+3 + 2e- ] x 5
10 e- + 2Mn Fe+2 → 2Mn+2 + 5Fe e- Cancelando los electrones en ambos lados de la Ecuación tenemos: 2Mn Fe+2 → 2Mn+2 + 5Fe2+3

33 PASO 6. Introducción de los Coeficientes Obtenidos en el proceso REDOX, en la reaccion global
Los coeficientes que se obtienen hasta este paso corresponden únicamente a las especies químicas que intervinieron en el proceso redox y se colocan como coeficientes de los compuestos correspondientes en la reacción completa: 2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4 → 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Los coeficientes estequiometricos que se muestran aquí solo corresponden a las sustancias que cambiaron su Numero de oxidación

34 b) Ajuste de los coeficientes de las especies que no cambiaron su número de oxidación en el proceso REDOX. 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 →2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O No cambiaron el numero de oxidación. Balance por Tanteo No cambio el numero de oxidación. Balance por Tanteo Cambiaron el Número de Oxidación. Balance REDOX Cambiaron el Número de Oxidación. Balance REDOX Los coeficientes estequiometricos que se muestran aquí corresponden a las sustancias que cambiaron su Numero de oxidación, como aquellas que no lo hicieron.

35 PASO 7. Finalmente, compruebe que la ecuación química esta correctamente balanceada, mediante la LEY DE LA CONSERVACION DE LA MASA y Listo.

36 EJERCICIOS Balancear por el Método REDOX, las siguientes Ecuaciones Químicas:

37 ¿ PREGUNTAS ? ING. QUIMICO FERNEY R.PALACIOS J.