Los aldehídos, las cetonas y los ácidos carboxílicos son compuestos carbonílicos con un doble enlace entre el carbono y el oxígeno. Estas moléculas orgánicas son cruciales en química orgánica y tienen numerosas aplicaciones industriales.
¿Qué es una reacción de reducción?
Según el entendimiento clásico o más antiguo, la reducción es un proceso que implica la adición de hidrógeno o cualquier otro elemento electropositivo, o la eliminación de oxígeno o cualquier otro elemento electronegativo.
La reducción se describe como el proceso por el cual un átomo o ion obtiene uno o más electrones, según la noción electrónica.
Ejemplo de reacción de reducción
- Los iones H + , con un número de oxidación de +1, se reducen a H 2 , con un número de oxidación de 0, en la reacción:
Zn(s) + 2H + (aq) → Zn 2+ (aq) + H 2 (g)
- La interacción del rust de cobre con magnesio para producir cobre y rust de magnesio es otro ejemplo básico:
CuO + Mg → Cu + MgO
- La oxidación del hierro es un proceso de dos pasos que incluye oxidación y reducción. El hierro se oxida mientras que el oxígeno se reduce. Mientras que el concepto de «oxígeno» de oxidación y reducción simplifica ver qué especies se oxidan y se reducen, ver electrones es más difícil. Reescribir la reacción como una ecuación iónica es un enfoque para lograr esto. Los compuestos iónicos son el rust de cobre (II) y el rust de magnesio, sin embargo, los metales no lo son:
Cu 2+ + Mg → Cu + Mg 2+
Para crear cobre, el ion de cobre gana electrones y se reduce. Para generar el catión 2+, el magnesio se oxida al perder electrones. También puede pensar que el magnesio contribuye con electrones a los iones de cobre (II), reduciéndolos. El magnesio es un reductor natural. Los iones de cobre (II) extraen electrones del magnesio para generar iones de magnesio mientras tanto. El agente oxidante son los iones de cobre (II).
- Otro ejemplo es la reacción que extrae hierro del mineral de hierro:
Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2
El monrust de carbono se oxida (gana oxígeno) para generar dirust de carbono, mientras que el rust de hierro se reduce (pierde oxígeno) para formar hierro. El oxidante, en este caso, es el rust de hierro (III), que aporta oxígeno a otra molécula. El agente reductor, monrust de carbono, elimina el oxígeno de una especie química.
Reacciones de reducción importantes
- Adición de hidrógeno:
N 2 + 3H 2 → 2NH 3 (Reducción de nitrógeno)
- Adición de elemento electropositivo:
Fe + S → FeS (Reducción de cloruro mercúrico)
- Eliminación de oxígeno:
ZnO + C → Zn + CO (Reducción de rust de zinc)
- Eliminación del elemento electronegativo:
@FeCl 3 + H 2 → 2FeCl 2 + 2HCl (Reducción de cloruro férrico)
Agentes reductores
La sustancia que pierde electrones y por lo tanto se oxida a un estado de mayor valencia se llama agente reductor .
Agentes reductores importantes
- Todos los metales, como Na, Zn, Fe y Al
- Algunos no metales, como el carbono, el hidrógeno, el azufre y el fósforo.
- HCl, HBr, HI y H 2 S son ejemplos de hidrácidos.
- No hay muchos compuestos con un elemento en el estado de oxidación más bajo. FeCl 2 , FeSo 4 , SnCl 2 y Hg 2 Cl 2 son otros ejemplos.
- NaH, LiH, CaH 2 y otros hidruros metálicos
- HCOOH es un químico orgánico.
En presencia de agua, el litio es el agente reductor más potente, pero en ausencia de agua, el cesio es el agente reductor más potente. H 2 O 2 , SO 2 , H 2 SO 3 , HNO 2 , NaNO 2 y otros agentes oxidantes y reductores son H 2 O 2 , SO 2 , H 2 SO 3 , HNO 2 y NaNO 2 .
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cuál es la idea clásica de las reacciones de reducción?
Responder
El proceso de reducción del cloruro férrico comprende 2FeCl 3 + H 2 → 2FeCl 2 + 2HCl, que es una reacción de reducción estándar. ZnO + C → Zn + CO se utiliza para eliminar el oxígeno. El rust de zinc se reduce de esta manera. SnCl 2 + 2HgCl 2 → SnCl 4 + Hg 2 Cl 2 es la adición de elementos electropositivos. El cloruro de mercurio se reduce de esta manera. La fórmula para la adición de hidrógeno es N 2 + 3H 2 → 2NH 3 .
Pregunta 2: Justifique que las siguientes reacciones son reacciones redox: (3 puntos)
(a) CuO(s) + H 2 (g) → Cu(s) + H 2 O(g)
(b) Fe 2 O 3 (s) +3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO 2 (g)
(c) 4BCl 3 (g) +3LiAlH 4 (s) → 2B 2 H 6 (g) + 3LiCl(s) + 3AlCl 3 (s)
Responder:
(a) CuO(s) + H 2 (g) → Cu(s) + H 2 O(g)
Aquí, CuO se reduce a Cu al eliminar O, mientras que H 2 O se oxida al agregar O a H 2 para generar H 2 O.
El número de oxidación del Cu cae de + 2 en CuO a 0 en Cu, mientras que el de H aumenta de 0 en H 2 a +1 en H 2 O. Por lo tanto, CuO se reduce a Cu, mientras que H 2 se oxida a H 2 O. Como resultado , es una reacción redox.
(b) Fe 2 O 3 (s) +3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO 2 (g)
El número de oxidación del Fe en el Fe 2 O 3 se reduce de +3 a 0 en esta reacción, mientras que el número de oxidación del C aumenta de +2 en el CO a +4 en el CO 2 . También se extrae oxígeno del Fe 2 O 3 y se agrega al CO. Como resultado, el Fe 2 O 3 se reduce y el CO se oxida. Como resultado, obtenemos una reacción redox.
(c) 4BCl 3 (g) +3LiAlH 4 (s) → 2B 2 H 6 (g) + 3LiCl(s) + 3AlCl 3 (s)
El número de oxidación de B se reduce de +3 en BrCl 3 a -3 en B 2 H 6 , mientras que H crece de -1 en LiAlH 4 a +1 en B 2 H 6 en esta reacción. Por tanto, BCl 3 se reduce, mientras que LiAlH 4 se oxida. También se extrae H de LiAlH 4 y se añade a BCl 3 . Como resultado, BCl 3 se reduce y LiAlH 4 se oxida. Como resultado, es una reacción redox.
Cada átomo de K pierde un electrón para generar K + , pero cada átomo de F 2 gana dos electrones para formar dos iones F – . Como resultado, K se oxida y F 2 disminuye. Como resultado, es una reacción redox.
Pregunta 3: ¿Qué es la semiecuación de reducción?
Responder:
En esta ecuación solo se muestra la parte de reducción de una reacción redox, que está equilibrada en términos de átomos y carga. El número necesario de electrones se agrega al lado izquierdo de la ecuación para establecer el equilibrio de carga.
Pregunta 4: XNa 2 HAsO 3 +YNaBrO 3 +ZHCl → NaBr + H 3 AsO 4 + NaCl
Encuentre los valores de X, Y y Z en la reacción redox anterior, respectivamente:
Responder:
La ecuación balanceada se da a continuación.
3Na 2 HAsO 3 + NaBrO 3 + 6HCl → NaBr + 3H 3 AsO 4 + 6NaCl
Los valores de X, Y y Z son 3, 1 y 6 respectivamente.
Pregunta 5: ¿Cuántos electrones están involucrados en la siguiente reacción redox?
Cr 2 O 7 2- + Fe 2+ + C 2 O 4 2- → Cr 3+ + Fe 3+ + CO 2 (Desequilibrado)
Responder:
Cualquier proceso químico en el que el número de oxidación de una molécula, átomo o ion cambia al ganar o perder un electrón se conoce como reacción redox. En el proceso de oxidación y reducción intervienen el cromo y el hierro. En este proceso redox, hay un total de 6 electrones involucrados.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por omkarsinghbaghel y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA