REACCIONES REDOX

INTRODUCCIÓN

 

 

El 16 de febrero de 2015 ocurrió un grave accidente en la empresa Simar de Igualada (Barcelona). Una densa nube parda cubrió parte de la ciudad provocando el miedo entre sus habitantes.

Según la prensa un error en la descarga de un camión generó una reacción química que provocó la explosión de un depósito y la posterior nube tóxica que cubrió parte de la ciudad. A las 9,30 h de la mañana de ese día un camión había descargado ácido nítrico en las instalaciones de la empresa pero, por error, el líquido se había conducido hacia un depósito que contenía ácido fórmico. Poco después el depósito colapsó a causa de la gran presión a la que se había visto sometido con las consecuencias que ya se han expuesto.

¿Por qué no se pueden poner en contacto ácido nítrico y ácido fórmico?

Porque se produce una reacción redox en la que el ácido nítrico se reduce hasta dióxido de nitrógeno (gas tóxico de color pardo) y el ácido fórmico se oxida hasta dióxido de carbono. Se producen, por tanto, dos gases que se acumulan en el depósito y pueden producir una peligrosa explosión (además de la toxicidad).

Los potenciales normales de reducción de ambas sustancias son los siguientes:

El ion nitrato (procedente del ácido nítrico) tiene un elevado potencial normal de reducción, mostrando con ello su facilidad para reducirse hasta dióxido de nitrógeno. A su vez, el ácido fórmico, tiene un potencial normal de reducción bajo, mostrando con ello su facilidad para oxidarse hasta dióxido de carbono. Cuando ambas sustancia se ponen en contacto ocurren los siguientes procesos.

Si esta reacción hubiera tenido lugar en una pila electroquímica, en el cátodo se habría reducido el ion nitrato y en el ánodo se habría oxidado el ácido fórmico. El potencial normal hubiera sido +0,98 V. Su valor positivo indicaría que el proceso es espontáneo en condiciones normales.


¿Qué es una reacción redox?

En una reacción redox hay cambio en el número de oxidación en al menos dos especies químicas, en una de ellas disminuye (se reduce) y en otra aumenta (se oxida).

En este ejemplo, el Zn metálico se oxida pasando su número de oxidación de 0 a +2. Por su parte, el cobre se reduce, pasando su número de oxidación de +2 a 0.


¿Qué es oxidación? ¿Qué es reducción?

En cuanto a oxidación y reducción hoy día se acepta una definición basada en el intercambio de electrones

Oxidación: proceso en el que una especie química pierde electrones

Reducción: proceso en el que una especie química gana electrones

Históricamente hubo otras definiciones:

OXIDACIÓN: Ganancia de oxígeno (u otro átomo más electronegativo que el carbono)

REDUCCIÓN: Pérdida de oxígeno (u otro átomo más electronegativo que el carbono)

OXIDACIÓN: Pérdida de Hidrógeno

REDUCCIÓN: Ganancia de Hidrógeno

Hoy usamos el número de oxidación como criterio para establecer si una especie se oxida o reduce

Oxidación: Aumento en el número o estado de oxidación

Reducción: Disminución en el número o estado de oxidación

El carbono aumenta el número de oxidación en la siguiente secuencia:

alcano < alcohol < aldehido < ácido carboxílico < CO2

Algunos ejemplos de oxidación y reducción en QO:


Asignación número de oxidación

Para asignar el número de oxidación en las moléculas orgánicas hay que tener en cuenta unas sencillas reglas:

Los átomos de carbono vecinos tienen número de oxidación 0

Los halógenos y el grupo hidroxilo -1

El oxígeno unido por doble enlace al carbono -2

El átomo de hidrógeno +1

En una molécula los átomos de carbono pueden tener diferentes estados de oxidación


¿Oxidación o reducción?

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