Reacciones Redox – Definición, Tipos, Usos, Aplicaciones

Los estados de oxidación de los reactivos cambian en las reacciones redox, que son reacciones químicas de oxidación-reducción. El término redox se refiere al proceso de reducción-oxidación. Todas las reacciones redox se pueden dividir en dos tipos de procesos: reducción y oxidación. La reacción redox, también conocida como reacción de oxidación-reducción, siempre involucra eventos simultáneos de oxidación y reducción. En una reacción química, el material que se reduce se conoce como agente oxidante, mientras que la sustancia que se oxida se conoce como agente reductor.

La oxidación se define como la pérdida de electrones y el aumento resultante en el estado de oxidación de un reactivo dado. La reducción es el proceso por el cual se ganan electrones y el estado de oxidación de un reactivo disminuye. Los agentes oxidantes son entidades aceptoras de electrones que tienden a sufrir una reducción en los procesos redox. Un agente reductor es una especie donadora de electrones que tiende a ceder electrones. Estas sustancias son propensas a la oxidación. Cualquier reacción redox se puede dividir en dos partes: la semirreacción de oxidación y la semirreacción de reducción.

Reglas generales relativas a los estados de oxidación

1. El estado de oxidación de un elemento libre (elemento no combinado) es cero.
2. El estado de oxidación de un ion simple (monoatómico) es igual a la carga neta del ion. Por ejemplo, el estado de oxidación de Cl ^– es -1.
3. Cuando el hidrógeno está presente en la mayoría de los compuestos, tiene un estado de oxidación de +1 mientras que el oxígeno tiene un estado de oxidación de 2. Las excepciones son el hidrógeno, que tiene un estado de oxidación de 1 hidruro metálico inactivo (como LiH) y un estado de oxidación de 1 en perrusts o -1/2 en superrusts.
4. El total algebraico de todos los estados de oxidación en una molécula neutra debe ser cero. El total algebraico de los estados de oxidación de los átomos individuales en los iones debe ser igual a la carga del ion.

Tipos de reacciones redox

Reaccion de descomposicion

Una sustancia química se descompone en distintos componentes en este tipo de reacción. Es la reacción inversa de una reacción de combinación. En una reacción de desplazamiento, por ejemplo, el átomo es reemplazado por un átomo de otro elemento. 

Se utilizará una ecuación química para representar la reacción química. Denota la transición de reactivos a productos. El lado del reactivo se representa a la izquierda y el resultado de la reacción se representa a la derecha. Varios son algunos ejemplos de este tipo de reacciones:

2NaH → 2Na + _H2

Hay tres tipos de reacciones de descomposición:

1. Termólisis: la termólisis es la descomposición inducida por el calor.
2. La electrólisis es la descomposición de la materia provocada por la electricidad.
3. Fotólisis: la fotólisis es la descomposición debida a la luz.

Reacción de doble descomposición: La transformación de un componente de una sustancia en dos nuevos compuestos. Una reacción de reemplazo doble ocurre cuando un ion positivo se intercambia con otro ion positivo de la molécula. Una reacción de combinación es la inversa de una reacción de descomposición. En tales reacciones está involucrada la creación de un solo producto a partir de dos o más reactivos. Las reacciones de ruptura endotérmica y exotérmica son posibles. Este último, sin embargo, es más común que el primero. La extracción de metales de sus minerales es una aplicación destacada de los procesos de descomposición. El zinc, por ejemplo, se puede extraer de la calamina mediante una reacción de descomposición. De manera similar, el sodio se puede obtener a partir del cloruro de sodio (NaCl).

Usos de la reacción de descomposición

• Se utiliza para extraer metales.
• Contribuye a la creación de cemento.
• Ayuda en el alivio de la dispepsia.
• Se emplea en la descomposición del cloruro de plata en plata.
• También se emplea en la soldadura por termita.

reacción de combinación

Estas reacciones, que son las inversas de los procesos de descomposición, requieren la combinación de dos sustancias químicas para generar un solo compuesto en forma de A + B → AB .

El resultado de una reacción de combinación entre un metal y un no metal es un sólido iónico. Como ejemplo, el litio puede reaccionar con azufre para formar sulfuro de litio. Cuando el magnesio se quema en el aire, sus átomos se mezclan con el oxígeno del gas para formar rust de magnesio. La llama brillante producida por las bengalas es producida por esta reacción de combinación única. Como ejemplo:

H ₂ + Cl ₂ → 2HCl

C+ _O2 → _CO2

Reacción de desplazamiento

Un átomo o un ion de un compuesto es reemplazado por un átomo o un ion de otro elemento en este tipo de reacción. Se puede representar como X + YZ → XZ + Y . Las reacciones de desplazamiento se subdividen en reacciones de desplazamiento de metales y reacciones de desplazamiento de no metales.

• Desplazamiento de metal: un metal existente en el compuesto es desplazado por otro metal en este tipo de reacción. Este tipo de reacciones se utilizan en operaciones metalúrgicas para extraer metales puros de sus minerales. Como ejemplo,

CuSO4 ₊ Zn → Cu + _ZnSO4

• Desplazamiento de no metales: en este tipo de reacción podemos detectar un desplazamiento de hidrógeno y, en raras ocasiones, un desplazamiento de oxígeno.
• Reacción de desplazamiento simple: Una reacción de desplazamiento simple, también conocida como reacción de reemplazo simple, es un tipo de reacción química de oxidación-reducción en la que un ion o elemento sale de una molécula, es decir, un elemento en un compuesto es reemplazado por otro.
• Reacción de doble desplazamiento: las reacciones de doble desplazamiento ocurren cuando se transfiere una porción de dos compuestos iónicos, lo que resulta en la formación de dos nuevos componentes. Este es el patrón de una reacción de doble desplazamiento. Los iones precipitan e intercambian iones en soluciones acuosas, dando como resultado procesos de doble desplazamiento.

Reacciones de desproporción

Las reacciones de desproporción son aquellas en las que un solo reactivo se oxida y se reduce. La reacción del perrust de hidrógeno, cuando se vierte sobre una herida, es un ejemplo real de tal proceso. A primera vista, esto puede parecer una simple reacción de descomposición, porque el perrust de hidrógeno se descompone para producir oxígeno y agua. A continuación se muestra otro ejemplo.

P ₄ + 3NaOH + 3H ₂ O → 3NaH ₂ PO ₂ + PH ₃

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Qué se llama reacción de desplazamiento?

Responder:

Una reacción de desplazamiento es aquella en la que una parte de un reactor se reemplaza por otra. Una reacción de desplazamiento también se conoce como reacción de sustitución o metátesis.

Pregunta 2: ¿Qué es una reacción de neutralización?

Responder: 

Una reacción de neutralización ocurre cuando un ácido y una base reaccionan químicamente para producir sal y agua. El pH de la sal está determinado por el pH de los ácidos y bases que interactúan.

Pregunta 3: ¿Las reacciones ácido-base son de doble reemplazo?

Responder:

En las reacciones de doble sustitución, dos compuestos iónicos intercambian aniones o cationes. Las reacciones de neutralización ocurren cuando los reactivos son ácidos y bases, y las reacciones de neutralización son generalmente favorables siempre que la reacción requiera un ácido y/o una base sólidos.

Pregunta 4: ¿Qué es la reacción de descomposición?

Responder:

La reacción de descomposición es una reacción que implica la descomposición de una molécula en otros componentes.

Pregunta 5: ¿Qué es una reacción redox?

Responder:

Las reacciones redox son reacciones químicas de oxidación-reducción en las que cambian los estados de oxidación de los reactivos.