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LABORATORIO DE QUÍMICA BÁSICA PRÁCTICA No. 3 OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

INTRODUCCIÓN: Para comprender las reacciones de oxidación y de reducción es necesario definir inicialmente el término de número de oxidación. El número de oxidación es un número entero positivo o negativo que es utilizado para describir la capacidad de combinación de un elemento en un compuesto. Existen números de oxidación fraccionarios en los átomos de los compuestos, pero no son comunes en los compuestos inorgánicos. Un ejemplo es el Na2S4O6 (tetrationato de sodio), el cual el átomo de azufre tiene un número de oxidación promedio igual a 2½. La variación en el número de oxidación de un átomo antes de llevarse a cabo la reacción química y después de realizada, manifiesta la cantidad de electrones ganados o perdidos. Un cambio positivo se lleva a cabo cuando un átomo pasa del estado libre o no combinado en el que el número de oxidación es igual a cero, a un estado combinado en el que el número de oxidación es positivo. Un ejemplo de un cambio negativo puede ser el caso en el que un átomo pasa de un estado no combinado a un estado combinado con número de oxidación negativo. Desde hace mucho tiempo se utilizó el término oxidación para los casos en los que un elemento se combinaba con oxígeno, pero en la actualidad, el término se ha generalizado mucho más, definiéndose oxidación como el cambio químico en el que se pierde electrones produciéndose un aumento en el número de oxidación. La reducción es un cambio química en el que un átomo gana electrones produciéndose una disminución en el número o estado de oxidación. Número de oxidación es un número entero positivo o negativo que se utiliza para describir la capacidad de combinación de un elemento en un compuesto. Oxidación: Proceso que se lleva a cabo cuando una sustancia se combina con oxígeno, o todo proceso en el que hay pérdida de electrones. Se produce un aumento en el número de oxidación. Reducción: Proceso que se lleva a cabo cuando una sustancia libera oxígeno, o todo proceso químico en el que hay una ganancia de electrones. Se produce una disminución en el número de oxidación. En una reacción, cualquiera que sea la sustancia que se oxida, pierde electrones y otra sustancia los gana, la que a su vez se reduce; por lo tanto la oxidación acompaña a la reducción y la reducción acompaña a la oxidación. La ecuación se llama entonces de oxidaciónreducción (o ecuación "redox"). En una ecuación de redox, a la sustancia que se oxida se le conoce con el nombre de agente reductor porque produce la reducción de otra sustancia. A la sustancia que se reduce se le llama agente oxidante, ya que por el contrario, produce la oxidación de otra sustancia. Un ejemplo de lo expuesto anteriormente puede ser la siguiente reacción:

El Zn sufre una oxidación ya que pierde 2 e- por lo que se produce el ion Zn+2. Esto también causa que aumente su estado de oxidación de 0 a +2.

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Ahora bien, al azufre le ocurre el proceso inverso, es decir la reducción, ya que pasa de un estado de oxidación de o a -2. Finalmente, para visualizar de mejor forma los cambios que han ocurrido al Zn y al S, esto se puede indicar de la siguiente manera:

El Zn es el agente reductor y el azufre el agente oxidante. OBJETIVO: El alumno conocerá un proceso de oxidación-reducción.

MATERIAL 2 Vasos de precipitados de 100 cm3 1 Embudo 1 Triángulo de porcelana Papel Filtro 2 Probetas de 100 ml 1 Pipeta graduada 2 Espátulas 1 Anillo de fierro

REACTIVOS NaHCO3 solución al 25% peso H2SO4 solución al 5% volumen Cu en polvo Zn en polvo HNO3 concentrado

PROCEDIMIENTO. 1. Se colocan 0.1 a 0.2 gramos de Cobre en un vaso de precipitados de 100 cm3 y se agregan 2 cm3 de Ácido Nítrico. Realizar esta operación en la campana de extracción. 2. Agregar 25 cm3 de solución de Bicarbonato de Sodio al 25% en peso hasta la formación de un precipitado de color azul.

3. Se procede a filtrar la solución anterior, conservando el precipitado y desechando la solución. 4. Al precipitado se le agregan 20 cm3 de solución de Ácido Sulfúrico al 5% en volumen, hasta que reaccione y se recibe en un vaso de 100 cm3.

LABORATORIO DE QUÍMICA BÁSICA 5. A la solución obtenida se le agregan de 0.1 a 0.2 gramos de Zinc en polvo y se agita continuamente hasta la formación de un precipitado color rojo ladrillo o café.

REACCIONES: a) Cu + HNO3 Cu (NO3)2 + NO + H2O b) Cu (NO3)2 + NaHCO3 CuCO3 + CO2 +NaNO3 + H2O c) CuCO3 + H2SO4 CuSO4 + CO2 + H2O d) CuSO4 + Zn Cu + ZnSO4

CUESTIONARIO. 1. Balancear por método “Redox” la reacción del inciso a. 3 Cu0 + 8 HNVO3 → 3 CuII (NVO3)2 + 2 NIIO + 4 H2O 2. Balancear la reacción del inciso b.

Cu (NO3)2 + 2NaHCO3

CuCO3 + CO2 +2NaNO3 + H2O

3. De las reacciones a y d, indicar los elementos que se oxidan y los que se reducen. Reacción a: 3 Cu0 - 6 e- → 3 CuII Cu: Se oxida

2 NV + 6 e- → 2 NII C: Se reduce

Reacción b: Cu(NO3)2 → 2NaNO3 Cu: Se oxida

2NaHCO3 → CuCO3 C: Se reduce

4. Indicar los agentes oxidantes y reductores de las reacciones a y d. Reacción a: 3 Cu0 - 6 e- → 3 CuII Cu: Agente reductor

2 NV + 6 e- → 2 NII C: Agente oxidante

Reacción d: Cu+6 → Cu0 Cu: Agente oxidante

2 Zn0→Zn+2 C: Agente reductor

5. ¿A que sustancia corresponde el precipitado de color rojo o café obtenido en el punto 5? Zn

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Conclusiones Uribe Ayala Luis Gerardo Con esta práctica aprendí a identificar los agentes reductores y los agentes oxidantes, y como realizar un balance por método oxido-reducción. Rojas García Arturo Maximiliano En esta práctica aprendí nuevamente acerca de la oxidación y de la reducción y como balancear por estos métodos y saber cómo identificar estos agentes. Hernández Guerrero Edwin David Durante el desarrollo de la práctica se reafirmó el método de reducción y oxidación para obtener los agentes tanto reductores como oxidantes de las reacciones y los compuestos que se utilizaron durante el desarrollo de la práctica. Pérez Illescas Ian Luis Es importante profundizar en el tema de óxido-reducción ya que es importante para el conocimiento general.