22.8: Identificación de los tipos de reacción

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La reacción del alambre de cobre con ácido nítrico produce una colorida mezcla de productos que incluyen nitrato de cobre (II), dióxido de nitrógeno y agua. Las sales de cobre son azules en solución, reflejando las disposiciones bastante únicas de los electrones en el\(d\) orbital a medida que el cobre se ioniza a partir del cobre metálico.

Identificación de los tipos de reacción

Una reacción redox debe implicar un cambio en el número de oxidación para dos de los elementos involucrados en la reacción. El elemento oxidado aumenta en número de oxidación, mientras que el elemento reducido disminuye en número de oxidación.

Las reacciones de reemplazo único son reacciones redox porque dos elementos diferentes aparecen como elementos libres (número de oxidación de cero) en un lado de la ecuación y como parte de un compuesto en el otro lado. Por lo tanto, los números de oxidación deben cambiar.

\[\ce{Zn} + 2 \ce{HCl} \rightarrow \ce{ZnCl_2} + \ce{H_2}\nonumber \]

\(\ce{Zn}\)se oxida de\(\ce{Zn^0}\) a\(\ce{Zn^{2+}}\) y el\(\ce{H}\) se reduce de\(\ce{H^+}\) a\(\ce{H^0}\).

Las reacciones de combustión son reacciones redox porque el oxígeno elemental\(\left( \ce{O_2} \right)\) actúa como agente oxidante y se reduce en sí mismo.

\[\ce{CH_4} + 2 \ce{O_2} \rightarrow \ce{CO_2} + 2 \ce{H_2O}\nonumber \]

La mayoría de las reacciones de combinación y descomposición son reacciones redox, ya que los elementos suelen transformarse en compuestos y viceversa. La reacción de la termita involucra óxido férrico y aluminio metálico:

\[\ce{Fe_2O_3} + 2 \ce{Al} \rightarrow \ce{Al_2O_3} + 2 \ce{Fe}\nonumber \]

Figura\(\PageIndex{1}\): *Demostración de granada termita.*

Vemos que el hierro se reduce y el aluminio se oxida durante el transcurso de la reacción.

Entonces, ¿qué tipos de reacciones no son reacciones redox? Las reacciones de doble reemplazo, como la de abajo, no son reacciones redox porque los iones simplemente se recombinan sin ninguna transferencia de electrones.

\[\overset{+1}{\ce{Na_2}} \overset{+6}{\ce{S}} \overset{-2}{\ce{O_4}} \left( aq \right) + \overset{+2}{\ce{Ba}} ( \overset{+5}{\ce{N}} \overset{-2}{\ce{O_3}} ) \left( aq \right) \rightarrow 2 \overset{+1}{\ce{Na}} \overset{+5}{\ce{N}} \overset{-2}{\ce{O_3}} \left( aq \right) + \overset{+2}{\ce{Ba}} \overset{+6}{\ce{S}} \overset{-2}{\ce{O_4}} \left( s \right)\nonumber \]

Tenga en cuenta que los números de oxidación para cada elemento permanecen sin cambios en la reacción.

Las reacciones ácido-base implican una transferencia de un ion hidrógeno en lugar de un electrón. Las reacciones ácido-base, como la siguiente, tampoco son reacciones redox.

\[\overset{+1}{\ce{H}} \overset{-1}{\ce{F}} \left( aq \right) + \overset{-3}{\ce{N}} \overset{+1}{\ce{H_3}} \left( aq \right) \rightarrow \overset{-3}{\ce{N}} \overset{+1}{\ce{H_4^+}} \left( aq \right) + \overset{-1}{\ce{F^-}}\nonumber \]

Nuevamente, la transferencia de un\(\ce{H^+}\) ion deja los números de oxidación inalterados. En resumen, las reacciones redox siempre pueden ser reconocidas por un cambio en el número de oxidación de dos de los átomos en la reacción. Cualquier reacción en la que no cambie el número de oxidación no es una reacción redox.

Resumen

Una reacción redox debe implicar un cambio en el número de oxidación para dos de los elementos involucrados en la reacción.
El elemento oxidado aumenta en número de oxidación, mientras que el elemento reducido disminuye en número de oxidación.
Las reacciones de reemplazo único y las reacciones de combustión son reacciones redox.
La mayoría de las reacciones de combinación y descomposición son reacciones redox.
Las reacciones de doble reemplazo y las reacciones ácido-base no son reacciones redox.