Química - Redox

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Ejercicios resueltos de Redox: Reacciones de óxido reducción. Número de oxidación. Balance y equilibrio de ecuaciones.

Autor : HUGO DAVID GIMENEZ AYALA

Ecuaciones Redox

Definición : son reacciones de óxido-reducción (Redox) aquellas en la que se produce la oxidación de un elemento y la reducción del otro; produciéndose una transferencia de electrones de un átomo a otro, que se deben a los cambios de valencia que se producen entre los átomos que reaccionan.

Oxidación : es el proceso por el cual un elemento cede (o pierde) electrones, produciéndose un aumento de valencia.

Reducción : es el proceso por el cual un elemento captura (o gana) electrones, produciéndose una disminución de valencia.

Oxidante : es la sustancia o el elemento que al actuar gana electrones, oxidándolo al otro y al mismo tiempo el oxidante se reduce.

Reductor : es la sustancia o el elemento que al actuar pierde electrones, reduciéndolo al otro y al mismo tiempo el reductor se oxida.

Reglas para resolver una Ecuación Redox

1- Los elementos libres actúan con valencia cero (0).

2- Los metales actúan con valencias positivas (+).

3- Los metaloides o no metales actúan con valencias negativas (-).

4- Los metaloides combinados con el oxígeno actúan con valencias positivas (+).

5- El hidrógeno actúa con valencia (+1).

6- El oxígeno actúa con valencia (-2), excepto en los peróxidos que actúa con valencia (-1).

7- La valencia de un elemento compuesto es siempre cero (0); y resulta de sumar la valencia de cada elemento multiplicada por la cantidad de átomos que aporta a la molécula.

Ejemplos:

a) K2SO4	K: (+1)*2 = +2 S: (+6)*1 = +6 O: (-2)*4 = -8	S = 0
b) Al2(CO3)3	Al: (+3) * 2 = +6 C: (+x) * 3 = +3x O: (-2) * 9 = -18	S = +6 + 3x -18 = 0 -12 + 3x = 0 3x = 12 x = 4
Por tanto, la valencia del Carbono C es (+4).
c) K2Cr2O7	K: (+1) * 2 = +2 Cr: (+x) * 2 = +2x O: (-2) * 7 = -14	S = +2 + 2x -14 = 0 -12 + 2x = 0 2x = 12 x = 6

Por tanto,la valencia del Cromo Cr es (+6).

8- Las reacciones Redox se efectúan en presencia de agua (medio acuoso o en solución), puesto que de otra manera los reactivos no podrían separarse en sus iones.

Resuelve e iguala las siguientes ecuaciones por REDOX

1) Acido clorhídrico + Hierro ® Cloruro ferroso + Hidrógeno.

2) Nitrato de plata + Hierro ® Nitrato ferroso + Plata.

3) Sulfato cúprico + Aluminio ® Sulfato de aluminio + Cobre.

4) Acido nítrico + Potasio ® Nitrato de potasio + Hidrógeno.

5) Sulfato cúprico + Hierro ® Sulfato ferroso + Cobre.

6) Acido sulfúrico + Calcio ® Sulfato de calcio + Hidrógeno.

7) Nitrato plumboso + Zinc ® Nitrato de zinc + Plomo.

8) Acido bromhídrico + Zinc ® Bromuro de zinc + Hidrógeno.

9) Cloruro cúprico + Aluminio ® Cloruro de aluminio + Cobre.

10) Sulfato de magnesio + Sodio ® Sulfato de sodio + Magnesio.

11) Acido sulfúrico + Zinc ® Sulfato de zinc + Hidrógeno.

12) Acido nítrico + Cobre ® Nitrato cúprico + Oxido nítrico + Agua.

13) Acido sulfúrico + Permanganato de potasio ® Sulfato de potasio + Sulfato de manganeso + Agua + Oxígeno naciente

14) Acido nítrico + Plata ® Nitrato de plata + Bióxido de nitrógeno + Agua.

15) Nitrato de potasio + Monóxido de carbono ® Anhídrido carbónico + Bióxido de nitrógeno + Oxido de potasio

16) Acido sulfúrico + Dicromato de potasio ® Sulfato de potasio + Sulfato crómico + Agua + Oxígeno naciente

17) Acido clorhídrico + Bióxido de manganeso ® Cloruro de manganeso + Agua + Cloro.

18) Acido sulfúrico + Plata ® Sulfato de plata + Anhídrido sulfuroso + Agua.

19) Acido nítrico + Fósforo naciente + Agua ® Acido fosfórico + Oxido de nitrógeno.

20) Acido nítrico + Acido fluorhídrico ® Oxido de nitrógeno + Flúor + Agua.

21) Acido sulfúrico + Bióxido de manganeso ® Sulfato manganoso + Agua + Oxígeno naciente.

22) Acido clorhídrico + Permanganato de potasio ® Cloruro de potasio + Cloruro manganoso + Agua + Cloro

23) Acido bromhídrico + Permanganato de potasio ® Bromuro de potasio + Bromuro manganoso + Agua + Bromo.

24) Acido clorhídrico + Dicromato de potasio ® Cloruro de potasio + Cloruro crómico + Agua + Cloro

25) Carbonato de magnesio + Sodio ® Carbonato de sodio + Magnesio.

26) Ioduro cúprico + Bario ® Ioduro de bario + Cobre.

27) Acido iodhídrico + Dicromato de potasio ® Ioduro de potasio + Ioduro crómico + Agua + Iodo

28) Acido bromhídrico + Bióxido de manganeso ® Bromuro manganoso + Agua + Bromo

29) Carbonato de zinc + Potasio ® Carbonato de potasio + Zinc.

30) Acido bromhídrico + Hierro ® Bromuro ferroso + Hidrógeno.

31) Acido nítrico + Potasio ® Nitrato de potasio + Hidrógeno.

32) Acido iodhídrico + Bióxido de manganeso ® Ioduro manganoso + Agua + Iodo.

33) Acido bromhídrico + Dicromato de potasio ® Bromuro de potasio + Bromuro crómico + Agua + Bromo.

I) Para la obtención de los halógenos como: Cl₂- Br₂ - I₂.

Acido hidrácido	+ Oxidante	® Sal de los metales + Agua + Halógeno del ácido.
¯	¯
HCl HBr HI	MnO2 K2Cr2O7 KMnO4

1) Acido clorhídrico + Bióxido de manganeso ® Cloruro de manganeso + Agua + Cloro.

4 H⁺¹Cl^-1 + Mn⁺⁴O₂^-2 ® Mn⁺²Cl₂^-1 + 2 H₂⁺¹O^-2 + Cl₂°

Mn+4		+ 2 e-	®	Mn+2			reducción
2 Cl-1			®	Cl2°		+ 2 e-	oxidación
Mn+4	+ 2 Cl-1		®	Mn+2	+ Cl2°

2) Acido clorhídrico + Dicromato de potasio ® Cloruro de potasio + Cloruro crómico + Agua + Cloro

14 H⁺¹Cl^-1 + K₂⁺¹Cr₂⁺⁶O₇^-2 ® 2 K⁺¹Cl^-1 + 2 Cr⁺³Cl₃^-1 + 7 H₂⁺¹O^-2 + 3 Cl₂°

Cr+6		+ 3 e-	®	Cr+3			(*2) reducción
	2 Cl-1		®		Cl2°	+ 2 e-	(*3) oxidación
2 Cr+6		+ 6 e-	®	2 Cr+3
	6 Cl-1		®		3 Cl2°	+ 6 e-
2 Cr+6	+ 6 Cl-1		®	2 Cr+3	+ 3 Cl2°

3) Acido clorhídrico ⁺ Permanganato de potasio ® Cloruro de potasio + Cloruro manganoso + Agua + Cloro

16 H⁺¹Cl^-1 + 2 K⁺¹Mn⁺⁷O₄^-2 ® 2 K⁺¹Cl^-1 + 2 Mn⁺²Cl₂^-1 + 8 H₂⁺¹O^-2 + 5 Cl₂°

Mn+7		+ 5 e-	®	Mn+2			(*2) reducción
	2 Cl-1		®		Cl2°	+ 2 e-	(*5) oxidación
2 Mn+7		+ 10 e-	®	2 Mn+2
	10 Cl-1		®		5 Cl2°	+ 10 e-
2 Mn+7	+ 10 Cl-1		®	2 Mn+2	+ 5 Cl2°

También, de la misma forma resolver las siguientes ecuaciones REDOX:

4) Acido bromhídrico + Bióxido de manganeso ® Bromuro manganoso + Agua + Bromo.

5) Acido bromhídrico + Permanganato de potasio ® Bromuro de potasio + Bromuro manganoso + Agua + Bromo

6) Acido bromhídrico + Dicromato de potasio ® Bromuro de potasio + Bromuro crómico + Agua + Cloro

7) Acido iodhídrico + Permanganato de potasio ® Ioduro de potasio + Ioduro manganoso + Agua + Iodo.

8) Acido iodhídrico + Bióxido de manganeso ® Ioduro manganoso + Agua + Iodo.

9) Acido iodhídrico + Dicromato de potasio ® Ioduro de potasio + Ioduro crómico + Agua + Iodo.

II) Para la obtención del Oxígeno (O₂).

Acido oxoácido	+ Oxidante	® Sal de los metales + Agua + Oxígeno atómico
¯	¯
H2SO4	MnO2 K2Cr2O7 KMnO4

1) Acido sulfúrico + Bióxido de manganeso ® Sulfato manganoso + Agua + Oxígeno atómico.

H₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2 + Mn⁺⁴O₂^-2 ® Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2 + H₂⁺¹O^-2 + O°

Mn+4		+ 2 e-	®	Mn+2			reducción
	O-2		®		O°	+ 2 e-	oxidación
Mn+4	+ O-2		®	Mn+2	+ O°

2) Acido sulfúrico + Permanganato de potasio ® Sulfato de potasio + Sulfato de manganeso + Agua + Oxígeno atómico

3 H₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2 + 2 K⁺¹Mn⁺⁷O₄^-2 ® K₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2 + 2 Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2 + 3 H₂⁺¹O^-2 + 5 O°

Mn+7		+ 5 e-	®	Mn+2			(*2) reducción
	O-2		®		O°	+ 2 e-	(*5) oxidación
2 Mn+7		+ 10 e-	®	2 Mn+2
	5 O-2		®		5 O°	+ 10 e-
2 Mn+7	+ 5 O-2		®	2 Mn+2	+ 5 O°

3) Acido sulfúrico + Dicromato de potasio ® Sulfato de potasio + Sulfato crómico + Agua + Oxígeno atómico

4 H₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2 + K₂⁺¹Cr₂⁺⁶O₇^-2 ® K₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2 + Cr₂⁺³(S⁺⁶O₄^-2)₃ + 4 H₂⁺¹O^-2 + 3 O°

Cr+6		+ 3 e-	®	Cr+3			(*2) reducción
	O-2		®		O°	+ 2 e-	(*3) oxidación
2 Cr+6		+ 6 e-	®	2 Cr+3
	3 O-2		®		3 O°	+ 6 e-
2 Cr+6	+ 3 O-2		®	2 Cr+3	+ 3 O°

III) Otros tipos de reacciones REDOX son:

A: Metal₁ + Sal₁ ® Sal₂ + Metal₂

1) Hierro + Sulfato cúprico ® Sulfato ferroso + Cobre.

Fe° + Cu⁺²S⁺⁶O₄^-2 ® Fe⁺²S⁺⁶O₄^-2 + Cu°

Cu+2		+ 2 e-	®	Cu°			reducción
	Fe°		®		Fe+2	+ 2 e-	oxidación
Cu+2	+ Fe°		®	Cu°	+ Fe+2

2) Aluminio + Cloruro cúprico ® Cloruro de aluminio + Cobre.

2 Al° + 3 Cu⁺²Cl₂^-1 ® 2 Al⁺³Cl₃^-1 + 3 Cu

Cu+2		+ 2 e-	®	Cu°			(*3) reducción
	Al°		®		Al+3	+ 3 e-	(*2) oxidación
3 Cu+2		+ 6 e-	®	3 Cu°
	2 Al°		®		2 Al+3	+ 6 e-
3 Cu+2	+ 2 Al°		®	3 Cu°	+ 2 Al+3

3) Nitrato plumboso + Zinc ® Nitrato de zinc + Plomo.

4) Sulfato de magnesio + Sodio ® Sulfato de sodio + Magnesio.

5) Nitrato de plata + Hierro ® Nitrato ferroso + Plata.

6) Sulfato cúprico + Aluminio ® Sulfato de aluminio + Cobre.

7) Carbonato de magnesio + Sodio ® Carbonato de sodio + Magnesio.

8) Ioduro cúprico + Bario ® Ioduro de Bario + Cobre.

9) Sulfato de magnesio + Litio ® Sulfato de litio + Magnesio.

10) Carbonato de zinc + Potasio ® Carbonato de potasio + Zinc.

B: Metal + Acido ® Sal + Hidrógeno molecular

1) Acido sulfúrico + Zinc ® Sulfato de zinc + Hidrógeno.

H₂⁺¹S⁺⁶O₄^-2 + Zn° ® Zn⁺²S⁺⁶O₄^-2 + H₂°

2 H+1		+ 2 e-	®	H2°			reducción
	Zn°		®		Zn+2	+ 2 e-	oxidación
2 H+1	+ Zn°		®	H2°	+ Zn+2

2) Acido nítrico + Potasio ® Nitrato de potasio + Hidrógeno.

2 H⁺¹N⁺⁵O₃^-2 + 2 K° ® 2 K⁺¹N⁺⁵O₃^-2 + H₂°

2 H+1		+ 2 e-	®	H2°			(*1) reducción
	K°		®		K+1	+ 1 e-	(*2) oxidación
2 H+1		+ 2 e-	®	H2°
	2 K°		®		2 K+1	+ 2 e-
2 H+1	+ 2 K°		®	H2°	+ 2 K+1

3) Acido sulfúrico + Calcio ® Sulfato de calcio + Hidrógeno.

4) Acido bromhídrico + Zinc ® Bromuro de zinc + Hidrógeno.

5) Acido sulfúrico + Magnesio ® Sulfato de magnesio + Hidrógeno.

6) Acido bromhídrico + Hierro ® Bromuro ferroso + Hidrógeno.

7) Acido nítrico + Bario ® Nitrato de bario + Hidrógeno.

8) Acido fluorhídrico + Litio ® Fluoruro de litio + Hidrógeno.

9) Acido sulfúrico + Sodio ® Sulfato de sodio + Hidrógeno.

10) Acido clorhídrico + Aluminio ® Cloruro de aluminio + Hidrógeno.