Concepto de
Reacciones Redox

Te explicamos qué son las reacciones redox, los tipos que existen, sus aplicaciones, características y ejemplos de reacciones redox.

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En las reacciones redox una molécula pierde electrones y otra los toma.
  1. ¿Qué son las reacciones redox?

En química, se conoce como reacciones redox, reacciones óxido-reducción o reacciones reducción-oxidación, a toda reacción química en la que ocurre un intercambio de electrones entre los átomos o moléculas involucrados.

Ese intercambio se refleja en el cambio de estado de oxidación de los reactivos. El reactivo que cede electrones experimenta oxidación y el que los recibe, reducción.

El estado de oxidación es la tendencia de un átomo de un elemento a ceder o tomar electrones cuando forma parte de una reacción química. También se denomina números de oxidación o valencias.

Se expresa en número enteros alrededor del cero (para elementos neutros), pudiendo alcanzar niveles de +1, +2 o +6, por ejemplo, o por el contrario, -1, -2 o -6. Algunos átomos tienen, además, estados de oxidación variables según la reacción.

De esta manera, en toda reacción redox hay dos tipos de reactivos que se influyen de manera recíproca:

  • Un agente oxidante, que capta los electrones y baja su estado de oxidación inicial, sufriendo, por lo tanto, una reducción. O lo que es lo mismo, aumenta su carga electromagnética negativa al ganar electrones.
  • Un agente reductor, que cede los electrones y aumenta su estado de oxidación inicial, sufriendo, por lo tanto, una oxidación. O lo que es lo mismo, aumenta su carga electromagnética positiva al perder electrones.

Tan solo en algunos casos ciertos reactivos (anfolitos) pueden oxidarse y a la vez reducirse, en lo que se conoce como anfolización. Del resto, las reacciones redox son de las reacciones químicas más comunes del universo y forman parte de las reacciones fundamentales para la continuidad de la vida.

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  1. Características de las reacciones redox

Las reacciones redox se encuentran a nuestro alrededor a diario. La oxidación de los metales, la combustión del gas en la cocina o incluso la oxidación de la glucosa para obtener ATP en nuestro organismo son ejemplos de ello.

En la mayoría de los casos, involucran una importante cantidad de energía liberada, así como un cambio permanente en la naturaleza química de los materiales involucrados.

El resultado final de una reacción redox suelen ser compuestos diferentes a los iniciales, tanto en su combinatoria como su nivel de carga electromagnética. Este proceso a menudo se comprende a partir de “semireacciones” o reacciones parciales, que son una forma de segmentar el proceso redox global en dos: el proceso de reducción y el de oxidación.

Por ejemplo:

  • Semireacción de reducción: Cu2+ + 2e -> Cu (reducción del cobre al recibir dos electrones).
  • Semireacción de oxidación: Fe -> Fe2+ + 2e (oxidación del hierro al perder dos electrones)

Lo cual compone la reacción global Fe + Cu2+ -> Fe2+ + Cu.

  1. Tipos de reacciones redox

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Las reacciones redox de combustión liberan energía que puede crear movimiento.

Existen distintos tipos de reacciones redox, dotados de características distintas. Los tipos más comunes son:

  • Combustión. Todas las formas de combustión, desde la gasolina en el motor de un automóvil o el gas en nuestras cocinas, son reacciones redox que involucran un compuesto (combustible) y oxígeno, y que liberan gran cantidad de energía, ya sea como calor, luz o movimiento (como en el caso de las explosiones). Lógicamente, el oxígeno actúa como agente oxidante, quitándole electrones al compuesto.
  • Oxidación. La oxidación es descrita comúnmente como la degradación de ciertos materiales, especialmente metálicos, por acción del oxígeno sobre ellos. Es un fenómeno mundialmente conocido y cotidiano, especialmente en las poblaciones costeras, donde las sales del ambiente aceleran (catalizan) la reacción. Es por eso que un automóvil, luego de llevarnos a la playa, debe ser limpiado de todo rastro de agua salada.
  • Desproporción. También conocidas como reacciones de dismutación, presentan un único reactivo que se reduce y oxida al mismo tiempo, a medida que sus moléculas actúan entre sí. Un caso típico de esto es la descomposición del agua oxigenada (H2O2).
  • Desplazamiento simple. También llamadas reacciones de sustitución simple, ocurre cuando dos elementos intercambian sus lugares respectivos dentro de un mismo compuesto. Es decir, un elemento sustituye a otro en su exacto lugar de la fórmula, balanceando sus respectivas cargas electromagnéticas con otros átomos según convenga. Es lo que ocurre cuando un metal desplaza al hidrógeno en un ácido y se forman sales, como ocurre cuando las baterías de un aparato se descomponen.
  1. Ejemplos de reacciones redox

Los ejemplos de reacciones redox son muy abundantes. Trataremos de dar un ejemplo de cada uno de los tipos anteriormente descritos:

  • La combustión del octano, un hidrocarburo componente de la gasolina, tiene lugar en el motor de nuestros automóviles. Esto ocurre a medida que el oxígeno y el octano reaccionan, oxidándose y reduciéndose respectivamente, liberando energía aprovechada para generar trabajo en el motor, y subproduciendo dióxido de carbono y vapor de agua en el proceso. Todo de acuerdo a la siguiente fórmula:

2C8H18 + 25O2 -> 16CO2 + 18H2O + E (energía)

  • La descomposición del peróxido de hidrógeno, también llamada agua oxigenada, ocurre cuando en presencia de agua y oxígeno, sus propios átomos constitutivos, el agua oxigenada pierde su estado de oxidación -1 y termina convirtiéndose simplemente en agua y oxígeno elemental, recuperando un estado electromagnético neutro. Esto ocurre de acuerdo a la fórmula:

2H2O2 -> 2H2O + O2

  • Desplazamiento de la plata por cobre, el ejemplo clásico comprobable con una solución acuosa de nitrato de plata y un trocito de cobre. Al sumergir este último en la solución, notaremos de inmediato un cambio de color (yendo hacia el azul) y la formación en torno al cobre de pequeños cristales metálicos (precipitado). Esto será indicativo de que ha ido sustituyendo la plata en la solución, de acuerdo a la siguiente fórmula:

Cu + 2AgNO3 -> Cu(NO3)2 + 2Ag

  1. Aplicaciones industriales

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En las plantas eléctricas, las reacciones redox logran mover grandes motores.

Las aplicaciones industriales de las reacciones redox son infinitas. Por ejemplo, las reacciones de combustión son idóneas para producir trabajo, o sea, movimiento o electricidad: es lo que hacen las plantas eléctricas que queman carbón para obtener el calor y evaporar agua, por ejemplo. También ocurre dentro del motor de los vehículos a combustible fósil.

Por otro lado, reacciones redox de sustitución y desplazamiento son útiles para obtener ciertos elementos en un estado de pureza que no es frecuente ver en la naturaleza.

Por ejemplo, la plata es sumamente reactiva. Aunque es poco frecuente encontrarla pura en el subsuelo mineral, sí puede obtenerse un alto grado de pureza a través de una reacción redox. Lo mismo ocurre a la hora de obtener sales y otros compuestos.

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Referencias:

Última edición: 24 de julio de 2019. Cómo citar: "Reacciones Redox". Autor: María Estela Raffino. De: Argentina. Para: Concepto.de. Disponible en: https://concepto.de/reacciones-redox/. Consultado: 11 de noviembre de 2019.