Introducción. Tema 9: Reacciones de oxidación-reducción

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Introducci ´on

Tema 9

: Reacciones de oxidaci ´on-reducci ´on

Procesos qu´ımicos en los que hay un intercambio de electrones.

Procesos homog ´eneos (reacciones redox)

Procesos heterog ´eneos (electrodos)

Cambio qu´ımicos causados por una corriente el ´ectrica y

producci ´on de energ´ıa el ´ectrica por medio de reacciones qu´ımicas.

Seg ´un la definici ´on anterior tenemos dos tipos de c ´elulas:

C ´elulas galv ´anicas o voltaicas:

Reacc. qu´ımicas (espont ´anea)

=

⇒

Corriente electr.

C ´elulas electrol´ıticas:

Corriente electr.

=

⇒

Reac. qu´ımicas (no espont ´anea).

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Tema 9: Reacciones de oxidaci ´on-reducci ´on

Conceptos b ´asicos:

Estado de oxidaci ´on o n ´umero de oxidaci ´on

Oxidaci ´on y reducci ´on

Semirreacci ´on

Ajuste de reacciones redox.

Valoraciones redox.

Electroqu´ımica.

Serie electromotriz: semirreacciones y potenciales de electrodo.

Tipos de electrodos.

Efecto de la concentraci ´on sobre el voltaje: Ecuaci ´on de Nernst.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on

Estado de oxidaci ´on (o n ´umero de oxidaci ´on) de un ´atomo en un

ion o mol ´ecula es un n ´umero que se le asigna y que indica de

modo aproximado la estructura electr ´onica de ese ´atomo en esa

mol ´ecula.

Regla general de asignaci ´on de estados de oxidaci ´on (e.o.):

Se imagina la situaci ´on l´ımite (no real) de que los electrones de un

enlace se hayan transferido completamente al ´atomo m ´as

electronegativo del enlace.

El estado de oxidaci ´on de cada ´atomo es la carga que tiene tras

esta operaci ´on mental.

e.o. positivo: el ´atomo pierde total o parcialmente electrones en la

mol ´ecula respecto al ´atomo aislado neutro.

e.o. negativo: el ´atomo gana total o parcialmente electrones en la

mol ´ecula respecto al ´atomo aislado neutro.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Reglas b ´asicas de asignaci ´on de estados de oxidaci ´on

Los e.o. de los ´atomos en sus compuestos de determinan aplicando

las reglas siguientes,

en orden

, hasta donde sea necesario:

1

_{El e.o. de un ´atomo individual sin combinar qu´ımicamente con}

otros elementos es 0.

2

_{La suma de los e.o. de todos los ´atomos de una mol ´ecula neutra}

es 0; la de todos los ´atomos de un i ´on es la carga del i ´on.

3

_{En sus compuestos, los metales alcalinos (Grupo 1) tienen e.o.}

+1 y los alcalinot ´erreos (Grupo 2) tienen e.o. +2.

4

En sus compuestos, el e.o. del F es -1.

5

_{En sus compuestos, el e.o. del H es +1.}

6

_{En sus compuestos, el e.o. del O es -2.}

7

_{En sus compuestos binarios con metales, los elementos del Grupo 17 (F, Cl, ...)}

tienen e.o. -1, los del Grupo 16 (O, S, ...) tienen e.o. -2, y los del Grupo 15 (N, P,

...) tienen e.o. -3.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Sistema Peri ´odico

http://www.acienciasgalilei.com/qui/tablaperiodica0- completa.htm

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe

3

−2

O

4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe3

−2

O4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe3

−2

O4

⇒

FeO

·

Fe

2

O

3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe3

−2

O4

⇒

FeO

·

Fe2O3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe3

−2

O4

⇒

FeO

·

Fe2O3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe

2

−2

O

3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe3

−2

O4

⇒

FeO

·

Fe2O3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe2

−2

O3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

O

→

0

O

O

2

→

0

O

2

NaH

→

+1

Na

−1

H

NaOH

→

+1

Na

−2

O

+1

H

H

2

O

→

+1

H

2

−2

O

H

2

O

2

→

+1

H

2

−1

O

2

CH4

→

−4

C

+1

H4

C2H6

→

−3

C2

+1

H6

C2H4

→

−2

C2

+1

H4

C2H2

→

−1

C2

+1

H2

CF4

→

+4

C

−1

F4

HCF3

→

+1

H

+2

C

−1

F3

KMnO4

→

+1

K

+7

Mn

−2

O4

MnO

−

₄

→

+7

Mn

−2

O

−

₄

NH

+

₄

→

−3

N

+1

H

+

₄

NO

−

₃

→

+5

N

−2

O

−

₃

FeO

→

+2

Fe

−2

O

Fe2O3

→

+3

Fe2

−2

O3

Fe3O4

→

+8₃

Fe3

−2

O4

⇒

FeO

·

Fe2O3

→

+2

Fe

−2

O

·

+3

Fe2

−2

O3

NH4NO3

→

−3

N

+1

H4

+5

N

−2

O3

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Oxidaci ´on y reducci ´on

•

Oxidaci ´on:

→

p ´erdida de electrones

•

Reducci ´on:

→

ganancia de electrones

Oxidaci ´on:

•

aumento del e.o. o p ´erdida de electrones

Reducci ´on:

•

disminuci ´on del e.o. o ganancia de electrones

Reacci ´on redox o de oxidaci ´on-reducci ´on:

•

reacci ´on de transferencia de electrones, en la que algunos

elementos se oxidan y otros se reducen

Oxidante:

•

reactivo que gana electrones y se reduce

Reductor:

•

reactivo que pierde electrones y se oxida

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Estado de oxidaci ´on (ejemplos)

La dinucle ´otido de nicotinamida adenina (abreviada NAD

+

_{en su forma oxidada y NADH en su}

forma reducida) es una coenzima que contiene la vitamina B3 y cuya funci ´on principal es el

intercambio de electrones e hidrogeniones en la producci ´on de energ´ıa de todas las c ´elulas.

−2

R

+1

H2

+

−2

NAD

+

_→

−

_R

2

+

+1

H

+

+

−2

NADH

Gana

e

−

_{: NAD}

+

_Pierde

_e

−

_{: R}

Oxidante: NAD

+

_{Reductor: RH}

2

NAD

+

_{se reduce a NADH}

_RH

2

se oxida a R

(http://es.wikipedia.org/wiki/Nicotinamida_adenina_dinucleotido) A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Semirreacciones

Semirreacciones de reducci ´on y de oxidaci ´on:

Cada una de las dos partes en que se separa una reacci ´on redox

y en las que se a´ıslan la reducci ´on (ganancia de e

−

) y la

oxidaci ´on (p ´erdida de e

−

).

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Ajustes de reacciones redox

M ´etodo del i ´

on-electr ´

on (m ´etodo de la semirreacci ´

on)

1.-

Descomponer los compuestos en sus iones

(los que se formar´ıan en

disoluci ´on acuosa)

.

2.-

Identificar elementos que cambian su n ´umero de oxidaci ´on y escribir

semirreacciones i ´onicas de oxidaci ´on y de reducci ´on.

3.-

Ajustar las semirreacciones como si estuvi ´eramos en

medio ´acido

,

siguiendo estos pasos:

Ajustar los ´atomos que

no

sean H ni O.

Ajustar los O, utilizando H

2

O.

Ajustar los H, utilizando H

+

.

Ajustar la carga utilizando e

−

.

4.-

Igualar el n ´umero de e

−

de ambas semirreacciones multiplicando una

o ambas por n ´umeros enteros.

5.-

Sumar las semirreacciones y simplificar las especies comunes en

ambos lados de las reacci ´on global.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Ajustes de reacciones redox

M ´etodo del i ´

on-electr ´

on (II)

6.-

Completar la reacci ´on con los compuestos o iones que no participan

en las oxidaciones y reducciones.

7.-

Obtener los compuestos que se hab´ıan disociado en iones en el paso

1. a partir de esos mismos iones.

8.-

Comprobar el ajuste del n ´umero de ´atomos y del n ´umero de cargas.

Si la reacci ´on es en

medio ´acido

ya estar´ıa ajustada pero si es en

medio b ´asico

debemos realizar los siguientes pasos adicionales:

9.-

Sumar a ambos lados de la ecuaci ´on obtenida tantos OH

−

como

iones H

+

aparezcan en ella.

10.-

Combine los iones OH

−

y H

+

_{en el lado de la ecuaci ´on en que}

aparezcan juntos. Simplificar las mol ´eculas de H

2

O si aparecen en

ambos lados de la reacci ´on.

11.-

Comprobar el ajuste del n ´umero de ´atomos y del n ´umero de cargas.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Ajustes de reacciones redox (ejemplo)

Reacci ´

on:

KMnO

4

+ H

2

O

2

+ H

2

SO

4

→

O

2

+ MnSO

4

+ K

2

SO

4

+ H

2

O

(1.)

Descomponer los compuestos en sus iones (los que se formar´ıan en disoluci ´on

acuosa).

K

+

_{+ MnO}

−

4

+ H

2

O

2

+ 2H

+

+ SO

24−

→

O

2

+ Mn

2+

+ SO

24−

+ 2K

+

+ SO

2− 4

+ H

2

O

(2.)

Identificar elementos que cambian su n ´umero de oxidaci ´on y escribir

semirreaccio-nes i ´onicas de oxidaci ´on y de reducci ´on.

+7

Mn O

−₄

→

+2

Mn

2+

_H

2 −1

O

2

→

0

O

2

(3.)

Ajustar las semirreacciones como si estuvi ´eramos en

medio ´acido

, siguiendo estos

pasos:

(3a.)

Ajustar los ´atomos que

no

sean H ni O.

(3b.)

Ajustar los O, utilizando H

2

O.

MnO

−₄

→

Mn

2+

₊

_4H

2

O

(3c.)

Ajustar los H, utilizando H

+

_.

MnO

−₄

+

8H

+

→

Mn

2+

+

4H

2

O

H

2

O

2

→

O

2

+

2H

+

(3d.)

Ajustar la carga utilizando e

−

_.

MnO

−₄

+

8H

+

+

5

e

−

_→

_Mn

2+

₊

_4H

2

O

H

2

O

2

→

O

2

+

2H

+

+

2

e

− A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Ajustes de reacciones redox (ejemplo II)

(4.)

Igualar el n ´umero de e

−

de ambas semirreacciones multiplicando una o ambas por

n ´umeros enteros.

“

MnO

−₄

+

8H

+

+

5

e

−

→

Mn

2+

+

4H

2

O

”

×

2

`

H

2

O

2

→

O

2

+

2H

+

+

2

e

−

´

×

5

(5.)

Sumar las semirreacciones y simplificar las especies comunes en ambos lados de

las reacci ´on global.

2MnO

−₄

+

5H

2

O

2

+

6H

+

→

5O

2

+

2Mn

2+

+

8H

2

O

(6.)

Completar la reacci ´on con los compuestos o iones que no participan en las

oxida-ciones y reducoxida-ciones.

2MnO

−₄

+

5H

2

O

2

+

6H

+

→

5O

2

+

2Mn

2+

+

8H

2

O

3SO

−₄

→

3SO

−₄

;

2K

+

_→

_2K

+

2K

+

_{+ 2MnO}

− 4

+ 5H

2

O

2

+ 6H

+

_{+ 3SO}

2− 4

→

5O

2

+ 2Mn

2+

_{+ 2SO}

2− 4

+ 2K

+

_{+ SO}

2− 4

+ 8H

2

O

(7.)

Obtener los compuestos que se hab´ıan disociado en iones en el paso (1) a partir

de esos mismos iones.

2KMnO

4

+

5H

2

O

2

+

3H

2

SO

4

→

5O

2

+

2MnSO

4

+

K

2

SO

4

+

8H

2

O

(8.)

Comprobar el ajuste del n ´umero de ´atomos y del n ´umero de cargas.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Ajustes de reacciones redox (medio b ´asico III)

Reacci ´

on sin ajustar:

MnO

−_4(ac)

+

CN

−_(ac)

→

MnO

2(s)

+

OCN

−(ac)

Reacci ´

on ajustada como si el medio fuera ´acido:

2MnO

−_4(ac)

+

3CN

−_(ac)

+

2H

+

→

2MnO

2(s)

+

3OCN

−

(ac)

+

H

2

O

(l)

(9.)

Sumar a ambos lados de la ecuaci ´on obtenida tantos OH

−

como iones H

+

aparezcan en ella.

2MnO

−_4(ac)

+

3CN

−_(ac)

+

2H

+

(ac)

+

2OH

−

(ac)

→

2MnO

2(s)

+

3OCN

−(ac)

+

H

2

O

(l)

+

2OH

−(ac)

(10.)

Combine los iones OH

−

y H

+

en el lado de la ecuaci ´on en que aparezcan juntos.

Simplificar las mol ´eculas de H

2

O si aparecen en ambos lados de la reacci ´on.

2MnO

−_4(ac)

+

3CN

−_(ac)

+

2H

2

O

(l)

→

2MnO

2(s)

+

3OCN

−

(ac)

+

H

2

O

(l)

+

2OH

−

(ac)

2MnO

−_4(ac)

+

3CN

−_(ac)

+

H

2

O

(l)

→

2MnO

2(s)

+

3OCN

−

(ac)

+

2OH

−

(ac)

(11.)

Comprobar el ajuste del n ´umero de ´atomos y del n ´umero de cargas.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Valoraciones Redox

Valoraci ´on:

Reacci ´on que se realiza al a ˜nadir de manera controlada una disoluci ´on

sobre otra.

Punto de equivalencia:

Momento en el que los reactivos de ambas disoluciones han

reaccionado completamente.

Detecci ´on del punto de equivalencia:

Variaci ´on de pH o del potencial, cambio de color

de un indicador o de alg ´un reactivo, aparici ´on de un precipitado, ...

Ejemplo de valoraci ´on redox:

MnO

−₄

+

8H

+

+

5Fe

2+

→

Mn

2+

+

5Fe

3+

+

4H

2

O

(

violeta

)

(

incoloro

)

“

V

disol.

MnO

−₄

×

[

MnO

− 4

]

”

|

{z

}

×

5

mol

Fe

2+

1

mol

MnO

−4

|

{z

}

=

“

V

disol.

Fe

2+

×

[

Fe

2+

]

”

|

{z

}

mol MnO

−₄

relaci ´on de moles

mol Fe

2+

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Electroqu´ımica, Introducci ´on

Dos ejemplos de posibles reacciones redox heterog ´eneas.

Cu

(s)

→

Cu

2+

+

2

e

−

Ag

+

+

1

e

−

→

Ag

_(s)

Cu

(s)

9

Cu

2+

+

2

e

−

Zn

2+

+

2

e

−

9

Zn

(s)

∆

G

⇓

Potenciales de electrodos

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Semirreacciones

Un

electrodo

1

es una pieza de metal (Me) que sumergido en una disoluci ´on que

contiene iones del propio metal (

Me

n+

_{) forma una}

_{semic ´elula}

_.

M

(s)

oxidaci ´on

−−−−−−−→

reducci ´on

←−−−−−−−

M

n+

+

ne

−

Cu

(s)

+

2Ag

+

→

Cu

2+

+

2Ag

(s)

Reducci ´on:

Ag

+

+

1

e

−

→

Ag

_(s)

Oxidaci ´on:

Cu

(s)

→

Cu

2+

+

2

e

− 1

A veces se llama electrodo a toda la semicelula.

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid

Tema 9 Conceptos b ´asicos Electroqu´ımica Potenciales de Electrodo Ecel,∆GyKeq Concentraci ´on/Voltaje Referencias

Semirreacciones

Cu

(s)

+

Ag

+

→

Cu

2+

+

Ag

(s)

Reducci ´on:

Ag

+

+

1

e

−

→

Ag

_(s)

Oxidaci ´on:

Cu

(s)

→

Cu

2+

+

2

e

−

´

Anodo

Oxidaci ´on

Perdida de

e

−

.

C ´atodo

Reducci ´on

Ganancia de

e

−

.

Esquema de la c ´elula: Cu

|

Cu

2+

(

0

,

2

M

)

||

Ag

+

(

0

,

1

M

)

|

Ag

A.Aguado/J.San Fabi ´an, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Aut ´onoma de Madrid