Laboratorio de Química Básica. Práctica No. 3 oxidación reducción

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Para determinar el número de oxidación del átomo de nitrógeno, en el catión amonio (NH4+), como cada átomo de H tiene 1+, el átomo de N debe tener número de oxidación de 3- para que haya en el una carga neta de 1+;[pic 26]

Identificación de reacciones redox

Una vez asignados los números de oxidación, resulta claro porque las reacciones mencionadas en la sección anterior son procesos redox. Tomemos como ejemplo la herrumbre. Dos de los reactivos, Fe y O2, son elementos, por lo que ambos tienen un número de oxidación de 0. Sin embargo, en el producto, los átomos del oxígeno tienen un numero de oxidación de 2- y los de hierro lo tienen de 3+, Así, el Fe tuvo un cambio de 0 a 3+ (perdida de electrones u oxidación) y el O paso de 0 a 2- (ganancia de electrones o reducción), Observe que el número total de electrones cedidos por los átomos que se oxidan (4 Fe x 3 electrones / Fe = 12 electrones) es el mismo que el número de los que ganan los átomos que se reducen (6 O X 2 electrones / O = 12 electrones).

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Se puede efectuar un análisis similar para la producción de hierro metálico a partir del mineral que lo contiene. El átomo del hierro se reduce porque pasa de un número de oxidación de 3+ en el reactivo (Fe2O3) a 0 en el producto (Fe). Al mismo tiempo, el átomo del carbono se oxida porque pasa de un número de oxidación de 0 en el reactivo (C) a 4+ en el producto (CO2). Los átomos de oxigeno no experimentan ningún cambio, porque tienen un numero de oxidación de 2-, tanto en el reactivo como en el productor. El número total de electrones que ceden los átomos que se oxidan (3 C X 4 electrones / C = 12 electrones) es el mismo que el ganado por lo átomos que se reducen (4 Fe X 3 electrones / Fe = 12 electrones)

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Como se muestra en estos ejemplos, las oxidaciones y las reducciones ocurren juntas. Siempre que un átomo pierde uno o más electrones (se oxida), otro átomo gana esos electrones (se reduce) La sustancia que origina una reducción porque dona o cede electrones (el átomo del hierro en la reacción del Fe con O2 y el del carbono en la reacción del C con Fe2O3) se denomina agente reductor. La sustancia que ocasiona una oxidación, porque acepta electrones (el átomo del oxígeno en la reacción del Fe con O2 y el del hierro en la reacción del C con Fe2O3) recibe el nombre de agente oxidante. El agente reductor se oxida porque cede electrones, en tanto el agente oxidante se reduce porque acepta electrones

Agente reductor:

- Ocasiona la reducción

- Pierde uno o más electrones

- Experimenta oxidación

- Se incrementa el número de oxidación del átomo

Agente oxidante:

- Ocasiona la oxidación

- Gana uno o más electrones

- Experimenta reducción

- Disminuye el número de oxidación del átomo

Material

2 vasos de precipitados de 100 cm3

1 embudo

1 triangulo de porcelana

Papel filtro

2 probetas de 100 ml

1 pipeta graduada

2 espátulas

1 anillo de fierro

Reactivos

NaHCO3 solucion al 25% peso.

H2SO4 solucion al 5% volumen

Cu en polvo

Zn en polvo

HNO3 concentrado

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Procedimiento

- Se coloca de 0.1 a 0.2 gramos de Cobre en un vaso de precipitados de 100 cm3 y se le agrega 2 cm3 de Ácido Nítrico. Realizar esta operación en la campana de extracción.[pic 29]

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- Agregar 25 cm3 de solución de Bicarbonato de Sodio al 25% en peso hasta la formación de un precipitado de color azul.

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- Se procede a filtrar la solución anterior, conservando el precipitado y desechando la solución[pic 34]

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- Al precipitado se le agrega 20 cm3 de solución de Ácido Sulfúrico al 5% en volumen, hasta que reaccione y se recibe en un vaso de 100 cm3.

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- A la solución obtenida se le agrega de 0.1 a 0.2 gramos de Zinc en polvo y se agita continuamente hasta la formación de un precipitado de color rojo ladrillo o café

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[pic 39]

Reacciones

- Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H20[pic 40]

- CU(NO3)2 + NaHCO3 CuCO3 + CO2 + NaNO3 + H2O[pic 41]

- CuCO3 + H2SO4 CuSO4 +CO2 + H2O[pic 42]

- CuSO4 + Zn Cu +ZnSO4[pic 43]

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Cuestionario:

1.-Balancea por el método “Redox” la reacción del inciso a.

[pic 44]

0 – Cu – +2

+5 – N - +2

-2 – O - -2

+1 – H - +1

Oxida Agente Reductor = Cu[pic 46][pic 47][pic 45]

Reduce Agente Oxidante = [pic 50][pic 51][pic 48][pic 49]

[pic 54][pic 55][pic 52][pic 53]

[pic 58][pic