4.1: Preludio a la Estabilidad Redox y Reacciones Redox
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Estados de oxidación del vanadio en solución ácida. De izquierda a derecha el estado de oxidación va de +5 a +2. Estos cuatro estados de oxidación forman la base de la batería de flujo de vanadio, un dispositivo de almacenamiento de electricidad generada a partir de la luz solar y el viento. [1] |
Las reacciones de oxidación-reducción son importantes para comprender la química inorgánica por varias razones:
- Los metales de transición pueden tener múltiples estados de oxidación
- Los elementos del grupo principal (N, halógenos, O, S...) también tienen múltiples estados de oxidación e importante química redox
- Muchos compuestos inorgánicos catalizan reacciones redox (que son especialmente útiles en aplicaciones industriales y biológicas)
- Las tecnologías de conversión y almacenamiento de energía (división de agua solar, baterías, electrolizadores, pilas de combustible) se basan en reacciones redox inorgánicas y catálisis
- La electroquímica proporciona una manera de medir las constantes de equilibrio para la disolución/precipitación, complejación y otras reacciones.
- Los mecanismos de reacción en la química organometálica (adición oxidativa, eliminación reductiva) implican cambios en los estados de oxidación de los metales.
No todos los oxidantes y reductores son iguales. La serie electroquímica clasifica las sustancias según su potencia oxidante y reductora, es decir, su potencial de electrodo estándar. Los agentes oxidantes fuertes son típicamente compuestos con elementos en altos estados de oxidación o con alta electronegatividad, que ganan electrones en la reacción redox. Los ejemplos de oxidantes fuertes incluyen peróxido de hidrógeno, permanganato y tetroóxido de osmio. Los agentes reductores son típicamente elementos electropositivos como hidrógeno, litio, sodio, hierro y aluminio, que pierden electrones en las reacciones redox. Los hidruros (compuestos que contienen hidrógeno en el estado de oxidación formal -1), como hidruro de sodio, borohidruro de sodio e hidruro de litio y aluminio, a menudo se utilizan como agentes reductores en reacciones orgánicas y organometálicas.