Reacción óxido-reducción: Reacción química en la cual una substancia es oxidada y otra es reducida.

Por ejemplo cuando una barra de Cu es colocada en una disolución de AgNO3, se formaran cristales brillantes de plata metálica sobre la superficie del Cu y la disolución se tornara azul (ver vídeos). En este caso, el número de oxidación de Cu se incrementa de 0 a 2+ (oxidación), y el de Ag decrece de +1 a 0 (reducción).

Cu(s) + 2 Ag+(aq)→Cu2+(aq) + 2 Ag(s)

Esta reacción puede expresarse como dos procesos separados, semi reacciones, por un lado la perdida de electrones de Cu y la ganancia de electrones de los iones de Ag:

Cu(s) → Cu2+(aq) + 2 e- Semi reacción de oxidación

2 Ag+(aq) + 2 e- → 2 Ag(s) Semi reacción de reducción

Balanceo de ecuaciones redox en medio ácido.

El concepto de semi reacciones es muy útil para el balanceo de ecuaciones redox. Por ejemplo, la reacción entre el ion MnO4- en que oxida Fe(II) a Fe(III) en una disolución ácida, mientras el anión se reduce al ion Mn(II). Dicha reacción puede expresarse en la siguiente ecuación química:

MnO4-(aq) + Fe2+(aq) → Mn2+(aq) + Fe3+(aq)

El primer paso consiste en identificar las dos semi reacciones:

Fe2+(aq) → Fe3+(aq)

MnO4-(aq) → Mn2+(aq)

Después, se balancean la semi reacción más sencilla:

Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e-

En el caso de la semi reacción de reducción, hay Oxígenos que faltan balancear, para ello se añade el número adecuado de moléculas de agua del lado donde faltan átomos de Oxígeno:

MnO4-(aq) → Mn2+(aq) + 4H2O(l)

Se han balanceado los Oxígenos, sin embargo se han introducido átomos de Hidrógeno que falta balancear, para ello se añaden iones de Hidrógeno:

MnO4-(aq) + 8 H+(aq) → Mn2+(aq) + 4H2O(l)

Finalmente se balancean las cargas añadiendo los electrones necesarios:

MnO4-(aq) + 8 H+(aq) + 5 e- → Mn2+(aq) + 4H2O(l)

Antes de sumar las dos semi reacciones, es necesario que el número de electrones tanto en el proceso de reducción y oxidación coincidan. En este caso, debe multiplicarse la semi reacción de oxidación del Fe por cinco:

5 Fe2+(aq) → 5 Fe3+(aq) + 5 e-

La reacción balanceada se muestra a continuación:

5 Fe2+(aq)+ MnO4-(aq) + 8 H+ → 5 Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(l)

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Balanceo de ecuaciones redox disolciones básico.

Ahora considerando la reacción de desproporción de Cloro a ion Cloruro en medio básico:

Cl2 → Cl-(aq) + ClO3-(aq)

Una reacción de desproporcionación ocurre cuando algunos iones o moléculas son oxidadas, mientras otras de la misma especie son reducidas. En el caso del dicloro, algunos átmoss de cloro son oxidados, cambiando su número de oxidación de 0 a +5; el resto es reducido, cambiando de 0 a -1.

Primero se escriben las dos semi reacciones:

Cl2 → Cl-(aq)

Cl2 → ClO3-(aq)

Se elige la semi reacción de reducción, el primer paso es entonces balancear el número de átomos de Cloro:

Cl2 → 2 Cl-(aq)

Se lleva a cabo el balance de carga:

Cl2 + 2 e- → 2 Cl-(aq)

Para la semi reacción de oxidación, el número de átomos de Cloro también se balancea:

Cl2 → 2 ClO3-(aq)

Los átomos de Oxígeno se balancean con moléculas de agua:

Cl2 + 6 H2O(l) → 2 ClO3-(aq)

Las moléculas de agua son balanceadas con Hidrógeno:

Cl2 + 6 H2O(l) → 2 ClO3-(aq) + 12 H+

Sin embargo, como la reacción toma lugar en un medio básico, es necesario añadir el mismo número de mol de ion Hidróxido a cada lado de la reacción como tantos iones de Hidrógeno presentes en el lado derecho de la reacción:

Cl2 + 6 H2O(l) + 12 OH- → 2 ClO3-(aq) + 12 H+ + 12 OH-

Como H+ + OH- → H2O(l), entonces se puede re escribir esta ecuación de la siguiente manera:

Cl2 + 6 H2O(l) + 12 OH- → 2 ClO3-(aq) + 12 H2O(l)

Simplificando las moléculas de agua, queda la siguiente ecuación:

Cl2 + 12 OH- → 2 ClO3-(aq) + 6 H2O(l)

A continuación se realiza el balance de cargas añadiendo los electrones necesarios:

Cl2 + 12 OH- → 2 ClO3-(aq) + 6 H2O(l) + 10 e-

La semi reacción de reducción debe multiplicarse por cinco para que quede balanceada la mol de electrones:

5 Cl2 + 10 e- → 10 Cl-(aq)

Se suman de ambas semi reacciones:

6 Cl2 + 12 OH- → 10 Cl-(aq) + 2 ClO3-(aq) + 6 H2O(l)

Finalmente, los coeficientes de la ecuación pueden dividirse entre 2:

3 Cl2 + 6 OH- → 5 Cl-(aq) + ClO3-(aq) + 3 H2O(l)

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