Reacciones redox.
Mecanismo de las reacciones redox
Los mecanismos de las reacciones redox se suelen clasificar en dos tipos:
Mecanismo de transferencia electrónica.
Mecanismo de transferencia atómica.
Generalmente, es muy difícil y a veces imposible distinguir experimentalmente entre uno y otro mecanismo, puesto que incluso pueden darse simultáneamente ambos mecanismos. Esto ocurre por ejemplo en el proceso de oxidación del ion ferroso a ión férrico a T=0°C, reacción cuya cinética es compatible con un mecanismo en el que intervienen etapas de transferencia electrónica juntamente con otras de transferencia de especies iónicas.
Reacción directa: La reacción redox de transferencia electrónica.
Oxidación es toda reacción química en la que hay fijación o ganancia de oxigeno, llamándose oxidantes los cuerpos que ceden oxigeno fácilmente. De la misma manera, se conocen muchas reacciones químicas en las cuales una sustancia que contiene oxigeno lo pierde por la acción de otra que tiende a captarlo. En este caso se dice que la sustancia que perdió oxigeno se ha reducido. Por ejemplo:
El oxido de cobre (II) por acción de hidrogeno se transforma en cobre metálico:
El oxido de plomo (II) por acción del carbón de cok se transforme en plomo metálico:
Reducción es toda reacción química en la que disminuye la proporción de oxigeno dominándose reductores aquellos cuerpos que captan oxigeno fácilmente. Estas primeras consideraciones acerca de los procesos de oxidación y reducción tuvieron que ser modificadas al encontrarse algunas reacciones análogas a las de oxidación y que suponían una eliminación de hidrogeno (deshidrogenación) y otras en las que un elemento o compuesto adicionaba hidrogeno (hidrogenación) y que se podían considerar como reacciones de reducción.
Por consiguiente en una primera ampliación del concepto primitivo de oxidación y reducción, se puede decir que:
Toda reacción de hidrogenación es un proceso de reducción.
Toda reacción de deshidrogenación es un proceso de oxidación.
Concepto electrónico de oxidación y reducción.
Existen una serie de reacciones químicas en las que, sin intervenir directamente el oxigeno ni el hidrogeno, pueden considerarse análogas a los ejemplos anteriores. El hierro también arde en atmosfera de color o de vapor de azufre, igual que los hace en atmosfera de oxigeno.
El cloruro de hierro (II) es capaz de aumentar su riqueza en cloro según:
La semejanza de estos procesos con los estudiados anteriormente, en los que intervenía directamente el oxigeno, llevó a la conclusión de que era necesario ampliar los conceptos de oxidación y reducción, teniendo más encuentra el fenómeno electrónico que la intervención del oxigeno. En las reacciones del hierro con el oxigeno, cloro o azufre se ve que el hierro, cuya carga eléctrica en estado natural es cero, cede electrones al oxigeno, cloro o azufre quedando cargado positivamente.
A su vez, los electrones son captaos por los átomos e cloro, oxigeno o azufre quedando así estos elementos cargados negativamente:
Se puede utilizar el mismo razonamiento para explicar la reacción del oxido de cobre (II) con el hidrogeno:
El cobre, que en el oxido de cobre (II) presenta carga 2+, capta dos electrones y pasa al estado cobre metálico con carga cero (reducción). Para ello fue necesario que el hidrogeno, cuyo estado natural es neutro, cedió esos dos electrones (uno por cada átomo de hidrogeno):
Según esto se define:
Hay oxidación siempre que un átomo o grupo de átomos pierde electrones o aumenta sus cargas positivas.
Hay reducción siempre que un átomo o grupo de átomos gana electrones, aumentando sus cargas negativas o disminuyendo las positivas.
Oxidante es toda especie química que capta electrones y por consiguiente disminuye su carga positiva o aumenta la negativa.
Reductor es toda especie química que cede electrones, y por consiguiente aumenta su carga positiva o disminuye la negativa.
El oxidante, al ganar e- se reduce, produciendo la oxidación de otra especie, el reductor al ceder e- se oxida, produciendo la reducción de otra especie.
Bibliografia.
Chang, R. Química.1992. MacGraw-Hill: México
Chang, Raymond 2007. Electroquímica. Química 9a Edición. McGraw Hill. pp. 1100.
Kuchel,p y Ralston, G. 1994. Bioquímica General. Serie Schaum. Ed. McGraw-Hill. México.
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