590 Capítulo 18 Reacciones de oxidación-reducción y electroquímica Debido a que cada átomo de aluminio cambia su estado de oxidación de 0 a +3 (un incremento en el estado de oxidación), el aluminio se oxida (pierde electrones). Por otro lado, el estado de oxidación de cada átomos de yodo disminuye de 0 a −1 y el yodo se reduce (gana electrones). Debido a que el Al provee los electrones para la reducción del yodo, es el agente reductor. El I2 es el agente oxidante (el reactivo que acepta los electrones).
EJEMPLO 18.4
Identificación de los agentes oxidantes y reductores, II La metalurgia, el proceso de producir un metal a partir de su mena, siempre involucra reacciones de oxidación-reducción. En la metalurgia de la galena (PbS), la mena principal que contiene plomo, la primera etapa es la conversión del sulfuro de plomo en su óxido (un proceso llama tostación). 2PbS(s) + 3O2(g)
2PbO(s) + 2SO2(g)
Después el óxido se trata con monóxido de carbono para producir el metal libre. PbO(s) + CO(g)
Pb(s) + CO2(g)
Para cada reacción, identifique los átomos que se oxidan y aquellos que se reducen, y especifique los agentes oxidantes y reductores.
SOLUCIÓN Para la primera reacción se pueden asignar los siguientes estados de oxidación. 2PbS(s) +2
+ 3O2(g)
-2
0
2PbO(s) +2
+
2SO2(g)
-2
+4
-2 (cada O)
El estado de oxidación para el átomo de azufre aumenta de −2 a +4, por lo que el azufre se oxida (pierde electrones). El estado de oxidación para cada átomo de oxígeno disminuye de 0 a −2. El oxígeno se reduce (pierde electrones). El agente oxidante (aceptor de electrones) es el O2 y el agente reductor (donador de electrones) es el PbS. Para la segunda reacción se tiene PbO(s) +2
-2
+
CO(g) +2
-2
Pb(s)
+ CO2(g)
0
+4
-2 (cada O)
El plomo se reduce (gana electrones; su estado de oxidación disminuye de +2 a 0) y el carbono se oxida (pierde electrones; su estado de oxidación aumenta de +2 a +4). El PbO es el agente oxidante (aceptor de electrones) y el CO es el agente reductor (donador de electrones).
Autocomprobación
EJERCICIO 18.3 El amoníaco, NH3, el cual se utiliza de manera amplia como fertilizante, se prepara por medio de la siguiente reacción. N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
¿Es esta una reacción de oxidación-reducción? Si lo es, especifique el agente oxidante y el agente reductor. Vea los problemas 18.29 al 18.36.