Algoritmo para la formulación de ecuaciones de reacciones de oxidación-reducción

Parte 2.
TEMA 5. Algoritmo para formular ecuaciones de reacciones redox

Al formular ecuaciones de reacciones de oxidación-reducción, es necesario seguir una secuencia específica:

1. Identificar entre las sustancias iniciales al oxidante y al reductor.

Para ello, primero se deben asignar los estados de oxidación de los elementos y comparar sus propiedades redox.

2. Escribir los productos de la reacción

El conocimiento de la estructura atómica de los elementos, sus propiedades y las de sus compuestos ayuda a determinar correctamente los productos de la reacción. Es importante recordar que en las reacciones redox interatómicas e intermoleculares, el oxígeno libre, por lo general, no se libera. La liberación de oxígeno ocurre en la interacción de peróxidos con oxidantes fuertes, así como en algunas reacciones con ozono y flúor. Por ejemplo:

2KMnO4 + 5Na2O2 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2↑ + 5Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2↑
PbS + 4O3 = PbSO4 + 4O2↑

En otros casos, los átomos de oxígeno que forman parte de las moléculas del oxidante (o reductor) se combinan en moléculas de agua con la participación de iones H+, por ejemplo:

HNO2 + HI = NO + I2 + H2O

Por lo tanto, los productos que se forman como resultado de la reacción están determinados por las condiciones de la reacción y la naturaleza del oxidante y reductor. A continuación se presentan esquemas de reacciones redox de compuestos de manganeso y cromo en diferentes medios, así como del ácido nítrico y sulfúrico.

Ácido nítrico. Como resultado de la reacción del ácido nítrico con metales, dependiendo de su concentración y de la actividad del metal, se forman nitratos, agua y diversos productos de reducción del ácido, indicados en la siguiente tabla.

Metales
Concentración de HNO3

60 %
de 30 a 60 %
< 60 %

Metales activos (Li — Zn)
NO, NO2
NO2, N2, N2O
N2, NH3, sales de amonio

Actividad media (Cr — Sn)
No reaccionan
NO, NO2, N2O, NH3
NO, NO2, N2O, NH3

Poco activos (Pb – Ag)
NO2
NO
No reaccionan

Metales nobles (Au, Pt)
No reaccionan

El ácido sulfúrico concentrado se reduce a S y H2S por metales activos (antes de Zn), y a SO2 por metales menos activos (ubicados después del hidrógeno o cerca de él en la serie). Los metales nobles — oro (Au) y platino (Pt) — no se oxidan ni siquiera con ácido sulfúrico concentrado. Metales bastante activos como Al, Fe, Cr se pasivan en condiciones normales y no reaccionan con H2SO4 concentrado, pero al calentar, las reacciones son posibles.

Test:

1. Es una reacción redox:
      A) interacción del potasio con agua;
      B) interacción del óxido de potasio con agua;
      C) interacción del dióxido de carbono con óxido de calcio;
      D) descomposición del hidróxido de aluminio.

2. En las reacciones químicas, los oxidantes:
   A) no cambian su estado de oxidación;
   B) aumentan su estado de oxidación;
   C) disminuyen su estado de oxidación;
   D) no participan en la reacción.

3. La capacidad oxidante de los halógenos en el grupo de arriba hacia abajo:
   A) aumenta
   B) disminuye
   C) no cambia
   D) los halógenos no son oxidantes

4. El azufre actúa como oxidante en su reacción con:
   A) oxígeno
   B) metales
   C) cloro y flúor
   D) ácido nítrico

5. En la reacción cuya ecuación es: 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO, el fósforo:
   A) se oxida
   B) se