18.3 Oxidación Pérdida de electrones o incremento en el estado de oxidación Reducción Ganancia de electrones o disminución en el estado de oxidación.
Agente oxidante Acepta electrones Contiene el elemento reducido Agente reductor Provee electrones Contiene el elemento oxidado
Reacciones de oxidación-reducción entre no metales
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No ocurren cambios en el estado de oxidación del hidrógeno y no está involucrado en el proceso de transferencia de electrones. Con este antecedente, ahora se puede definir la oxidación y la reducción en términos de los estados de oxidación. La oxidación es un incremento en el estado de oxidación (una pérdida de electrones). La reducción es una disminución en el estado de oxidación (una ganancia de electrones). Por tanto, en la reacción 2Na(s) + Cl2(g)
2NaCl(s)
el sodio se oxida y el cloro se reduce. Al Cl2 se le llama agente oxidante (aceptor de electrones) y al Na se le llama agente reductor (donador de electrones). También se puede definir el agente oxidante como el reactivo que contiene el elemento que se reduce (gana electrones). El agente reductor puede definirse de manera similar como el reactivo que contiene el elemento que se oxida (pierde electrones). Con respecto a la reacción CH4(g) −4
+
+1
2O2(g)
CO2(g) +4
0
+
−2
2H2O(g) +1
−2
se puede decir lo siguiente: 1. El carbono se oxida debido a que hay un incremento en su estado de oxidación (aparentemente ha perdido electrones).
En una reacción redox, un agente oxidante se reduce (gana electrones) y el agente reductor se oxida (pierde electrones).
2. El reactivo CH4 contiene el carbono que se oxida, por lo que el CH4 es el agente reductor. Es el reactivo que provee los electrones (aquellos perdidos por el carbono). 3. El oxígeno se reduce debido a que ha ocurrido una disminución en su estado de oxidación (aparentemente ha ganado electrones). 4. El reactivo que contiene los átomos de oxígeno es el O2, por lo que éste es el agente oxidante. Es decir, el O2 acepta los electrones. Observe que cuando se nombra el agente oxidante o reductor, se especifica todo el compuesto, no sólo el elemento que experimenta el cambio en el estado de oxidación.
EJEMPLO 18.3
Identificación de los agentes oxidantes y reductores, I Cuando el metal aluminio en polvo se mezcla con cristales de yodo pulverizados y se adiciona una gota de agua, la reacción resultante produce una gran cantidad de energía. La mezcla estalla en flamas y se produce un humo púrpura de vapor de I2 a partir del yodo en exceso. La ecuación para la reacción es
Al Grupo 3
I Grupo 7
2Al(s) + 3I2(s)
2AlI3(s)
Para esta reacción, identifique los átomos que se oxidan y aquellos que se reducen, y especifique los agentes oxidante y reductor.
SOLUCIÓN El primer paso es asignar los estados de oxidación 2Al(s)
+ 3I2(s)
0 0 Elementos libres
2AlI3(s) +3
−1 (cada I)
El AlI3(s) es una sal que contiene los iones Al3+ y I−.