UNIVERSIDAD DE LA SERENA FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE QUIMICA PROF. JUAN CARLOS HIDALGO M.
Laboratorio N° 8
REACCIONES DE OXIDACIÓN - REDUCCIÓN Introducción Las reacciones de oxidación – reducción, reducción, o simplemente, reacciones REDOX, REDOX, incluyen un gran número de transformaciones químicas de especial importancia práctica, como la combustión de muchas sustancias, la oxidación de los metales, la obtención de metales y no metales a partir de sus minerales, los procesos electrolíticos, la producción de energía eléctrica en las pilas, etc. Actualmente los conceptos de oxidación y reducción implican un cambio en el número o estado de oxidación de las especies reaccionantes, como consecuencia de una transferencia real o aparente de electrones. En la reacción de la plata con el cloro; Ag(s) + Cl2(g) AgCl(s) El AgCl resulta de la transferencia de electrones que ocurre en dos semirreacciones simultáneas: Semirreacción de oxidación
Ag Ag
Semirreacción de reducción
Cl2
e
2e 2Cl 2Cl
Los estados de oxidación (EO) de cada especie indican que hay transferencia de electrones. Así:
La plata al ceder un electrón, aumenta aumenta su EO (0 a +1) y se oxida oxida a ión Ag2+. Debido a que provoca la reducción del cloro, es el agente reductor. reductor. El cloro al recibir dos electrones, disminuye su disminuye su EO (0 a – a –1) 1) y se reduce a reduce a ión Cl-. Debido a que provoca la oxidación del magnesio, es el agente oxidante. oxidante.
Por lo tanto, la oxidación se define como un proceso en el que una especie química (átomo o ión) aumenta su aumenta su estado de oxidación, lo que equivale a una pérdida real o aparente de electrones, y la disminuye su estado de reducción, como un proceso en el que una especie química (átomo o ión) disminuye oxidación, lo que equivale a una ganancia real o aparente de electrones.
QUÍMICA METALÚRGICA
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Parte experimental Experimento 1 Objetivos:
Identificar las especies que se oxidan y las que se reducen, calculando sus respectivos números de oxidación. Predecir el sentido de una reacción redox teniendo en cuenta los potenciales estándar de electrodo.
Materiales y reactivos: Tubos de ensayo, pipeta parcial de 10 mL, gradilla, granallas de cinc, trocitos de cobre y de plomo, solución de nitrato de cinc, Zn(NO 3)2, nitrato de plomo (II), Pb(NO 3)2, y nitrato de cobre (II), Cu(NO3)2, 0,1 M. Procedimiento:
Lave 6 tubos de ensayo con abundante agua y enjuáguelos con agua destilada, enumérelos del 1 al 6 y coloque en ellos las siguientes sustancias: Tubo 1: Zn(s) + 3 mL de una disolución 0,1M de Cu(NO 3)2 Tubo 2: Zn(s) + 3 mL de una disolución 0,1M de Pb(NO 3)2 Tubo 3: Cu(s) + 3 mL de una disolución 0,1M de Zn(NO 3)2 Tubo 4: Cu(s) + 3 mL de una disolución 0,1M de Pb(NO 3)2 Tubo 5: Pb(s) + 3 mL de una disolución 0,1M de Zn(NO 3)2 Tubo 6: Pb(s) + 3 mL de una disolución 0,1M de Cu(NO 3)2
Agite cada tubo y observe si hay algún indicio de reacción (burbujeo, disolución del metal, cambios de color o de temperatura u otros).
Investigue 1. 2.
las ecuaciones químicas de aquellas reacciones que han ocurrido y escríbalas en su cuaderno. los potenciales de reducción de los metales usados y con el registro de sus observaciones concluya con respecto a la espontaneidad de cada una.
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Experimento 2 Objetivo:
Diferenciar el carácter reductor de algunos metales en función de su reactividad química con un ácido.
Materiales y reactivos: Tubos de ensayo, pipeta parcial, gradilla, cinc, hierro, magnesio, plomo y cobre, solución de HCl 1 M. Procedimiento:
Lave 6 tubos de ensayo con abundante agua y enjuáguelos con agua destilada, enumérelos del 1 al 6 y coloque en ellos las siguientes sustancias: Tubo 1: Mg + 5 mL de disolución 1 M de HCl Tubo 2: Cu + 5 mL de disolución 1 M de HCl Tubo 3: Fe + 5 mL de disolución 1 M de HCl Tubo 4: Zn + 5 mL de disolución 1 M de HCl Tubo 5: Pb + 5 mL de disolución 1 M de HCl Tubo 6: Al + 5 mL de disolución 1 M de HCl
Agite cada tubo y observe si hay algún indicio de reacción (burbujeo, disolución del metal, cambios de color o de temperatura u otros).
Investigue 1. 2. 3.
las ecuaciones químicas de cada reacción y escríbalas en su cuaderno. los potenciales de reducción de los metales usados y con el registro de sus observaciones concluya con respecto a cuál de ellos es mejor agente reductor. Ordene los elementos de menor a mayor poder reductor.
Experimento 3 Objetivos: Identificar las especies que se oxidan y las que se reducen, calculando sus respectivos números de oxidación. Predecir el sentido de una reacción redox teniendo en cuenta los potenciales estándar de electrodo.
Materiales y reactivos: Tubos de ensayo, pipeta parcial, gradilla, disolución de sulfato ferroso, FeSO 4, tiocianato de potasio, KSCN, yoduro de potasio, KI, almidón, ácido nítrico concentrado, HNO 3, y ácido clorhídrico concentrado. QUÍMICA METALÚRGICA
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Procedimiento:
En un tubo de ensayo limpio, coloque 6 mL de solución de FeSO 4 y luego 8 gotas de HNO 3 concentrado. Agite y caliente suavemente bajo campana. NO OLVIDE adoptar las medidas de seguridad correspondientes. Espere que la mezcla se enfríe y divídala en dos porciones iguales. A una de ellas adiciónele 2 gotas de disolución de KSCN, agite y observe lo que sucede. A la otra porción, adiciónele 1 gota de HCl concentrado y 1 mL de disolución diluida de KI. Agite la mezcla. Pasado unos 30 segundos, adicione 1 mL de almidón al 1% y agite nuevamente. ¿Qué observa? Intente explicar lo sucedido.
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