Guia Laboratorio Nº2

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO
INSTITUTO DE QUÍMICA – QUI 123
LABORATORIO Nº2
REACCIONES REDOX
Una reacción de óxido-reducción, o reacción redox, implica una transferencia de electrones entre los
reactantes. La especie que entrega electrones se denomina agente reductor, por lo tanto aumenta su
estado de oxidación, es decir, se oxida, mientras que la especie que acepta electrones se llama agente
oxidante y disminuye su estado de oxidación, es decir, se reduce. La ecuación química general que
representa este tipo de reacción es la siguiente:
Ox1 +
Red2 
Red1 +
Ox2
siendo Ox1 el agente oxidante, que se reduce a Red1, mientras que Red2 es el agente reductor, que se
oxida a Ox2:
Ox1 +
n e- 
Red1
Red2 
Ox2
+
n e-
Es importante señalar que una reacción redox se produce sólo cuando existe una especie que cede
electrones y otra especie que capta los electrones cedidos. Un ejemplo de reacción redox lo constituye la
reacción entre los elementos hidrógeno y oxígeno para producir agua. En este caso, ambos elementos, en
su estado de oxidación cero, se combinan para formar el compuesto agua, a través de una transferencia
electrónica entre ellos. El hidrógeno presente en las moléculas de agua se encuentra en un estado de
oxidación +1, es decir, ha sufrido una oxidación, mientras que el oxígeno, que capta los electrones
cedidos por el hidrógeno, se reduce al estado de oxidación –2:
2 H2º(g)
+
O2º(g) 
2 H2O(l)
Muchas de las reacciones redox que se llevan a cabo en medio acuoso, son dependientes de la concentración de protones. En
estos casos, la cantidad de protones en el medio puede determinar la formación de un producto u otro. Por ejemplo, el ión
permanganato, MnO4-, presente en las disoluciones de permanganato de potasio o sodio, actúa como un poderoso agente
oxidante frente a iones metálicos tales como Cu+ ó Fe2+. Sin embargo, si la reacción es realizada en medio ácido (alta
concentración de protones) el ión permanganato se reduce al ión Mn 2+, mientras que en medio neutro o básico (concentración
de protones baja) se reduce a dióxido de manganeso, MnO 2:
MnO4-(ac) + 5 Cu+(ac) + 8 H+(ac)  Mn2+(ac) + 5 Cu2+(ac) + 4 H2O(l)
MnO4-(ac) + 3 Cu+(ac) + 2 H2O + 2 OH-(ac)  MnO2(s) + 3 Cu(OH)2(s)
En ciertos casos, un elemento puede presentar variados estados de oxidación dependiendo de la manera
en que se combine con otros elementos En algunos casos, se tienen especies donde el elemento se
encuentra en un estado de oxidación intermedio, y entonces puede actuar como oxidante o como reductor.
Estas especies reciben el nombre de anfolitos redox. Por ejemplo, el elemento manganeso presenta estado
de oxidación +7 en el ión MnO4-, +4 en el MnO2, y +2 en el ión Mn2+. Otro ejemplo lo constituye el
elemento nitrógeno, perteneciente al grupo 15 de la Tabla Periódica, que presenta el estado de oxidación
–3 en el amoniaco, NH3, el estado de oxidación +2 en el monóxido de nitrógeno, NO, el estado de
oxidación +4 en el dióxido de nitrógeno, NO2, y el estado de oxidación +5 en el ácido nítrico, HNO3.
Reflexione: ¿Cuál(es) de estas especies sería(n) anfolitos redox?
Nuestra vida diaria está llena de ejemplos de procesos químicos basados en reacciones de transferencia
electrónica. Uno de ellos lo representa el proceso de blanqueo o decoloración, que utiliza sustancias
químicas que reaccionan con pigmentos o especies coloreadas mediante reacciones redox. Como
ejemplos, podemos mencionar al hipoclorito de sodio que se vende en los supermercados como solución
acuosa de ‘cloro’, o el peróxido de hidrógeno, conocido comúnmente como ‘agua oxigenada’. Éste último
también es utilizado como antiséptico, actuando de la misma forma como lo hace en su función de
blanqueador.
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INSTITUTO DE QUÍMICA – QUI 123
Influencia del medio de reacción
Consideraciones generales
1.- ¿Que sucederá al mezclar 2,5 mL de una
solución de KMnO4 con 10 gotas de NaHSO3 0,1
M en medio ácido (10 gotas de HCl 6,0 M ?
 Trabaje el análisis de cada reacción bajo el
siguiente formato:
2.- ¿Que sucederá al mezclar 2,5 mL de una
solución de KMnO4 con 10 gotas de NaHSO3 0,1 M
en medio neutro?
Ecuación
iónica
semirreacción
Agente
oxidante
Agente
reductor
SRO
3.- ¿Que sucederá al mezclar 2,5 mL de una
solución de KMnO4 con 10 gotas de NaHSO3 0,1 M
en medio básico (10 gotas de NaOH 8,0 M)?
SRR
SRO
4.- Separe una porción del producto de reacción del
tubo 3 y sobre eso agregue 15 gotas de HCl 6,0 M
¿Observa algún cambio?
SRR
(se aconseja acidificar o basificar el medio, según
corresponda, antes de agregar el segundo reactivo)
Al respecto:
a) Analice cada una de las reacciones
anteriores, indicando las características de
los productos formados.
b) Según sus observaciones afecta el medio
(ácido o básico) a la reacción de óxido
reducción entre KMnO4 y NaHSO3?
c) Determine los estados de oxidación y
reducción de las especies que participan en
las semi-reacciones analizadas.
Reacciones con metales
Rotule 4 tubos de ensayo del 1 al 4 y enseguida
proceda a realizar la siguientes mezlcas de
reacción:
Tubo 1: 5 mL de CUSO4 0,1 M + clavo de hierro
Tubo 2: 5 mL de HCl 0,1 M + clavo de hierro
Tubo 3: 5 mL de AgNO3 + lámina de cobre
Tubo 4: 5 mL de HCl 0,1 M + lámina de cobre
(debe antes de hacer la mezcla de reacción, lijar las
superficies de cada metal utilizado)
Al respecto:
a) Si usted no lijara la superficie del clavo y de
la lámina de cobre antes de realizar la
experiencia observaría algún cambio visual
durante el
desarrollo de la reacción?
b) Por qué se deposita cobre puro sobre la
superficie del clavo?
c) ¿Por qué se
deposita plata sobre la
superficie de la lámina de cobre?
d) ¿Cómo explica usted que algunas
sustancias puedan reaccionar entre sí?
Observación: Revise bibliografía relacionada
con la determinación de los estados de oxidación
de los elementos y color (si lo presenta), de la
especie o ión en el medio de reacción. Debe traer
tabla periódica de los elementos.