El pH de las Soluciones Acuosas

Para calcular el pH de las soluciones acuosas, se necesita conocer la concentración molar de H3O+ presente en ella. La misma será mayor en la solución del ácido de mayor fuerza, ya que está más disociado.

Oxidación y Reducción: Dos Procesos Simultáneos

Hasta el siglo XVII se consideraba que las oxidaciones eran procesos químicos de ganancia de oxígeno, mientras que las reducciones eran entendidas como transformaciones en las cuales se pierde oxígeno. En la actualidad, la interpretación de los fenómenos de oxidación y reducción es más amplia.

La Experiencia de Lavoisier

La oxidación es toda transformación por la cual un átomo o un ion monoatómico aumenta su número de oxidación; y la reducción es toda transformación por la cual un átomo o un ion monoatómico disminuye su número de oxidación. Toda oxidación se acompaña de una reducción, y viceversa, pues ambos procesos ocurren simultáneamente. Los cambios químicos en los cuales tienen lugar oxidaciones y reducciones se denominan reacciones de óxido-reducción o redox.

Como ambos procesos ocurren simultáneamente, la reacción puede entenderse como un proceso de transferencia de electrones.

Oxidación: es todo proceso por el cual se pierden electrones.

Reducción: es todo proceso por el cual se ganan electrones.

Los Agentes de la Reacción Redox

En toda reacción redox es posible identificar:

  • Un agente oxidante: es aquella especie que contiene el átomo o ion que se reduce tomando electrones y permite que otra especie se oxide.
  • Un agente reductor: es aquella especie que contiene el átomo o ion que se oxida perdiendo electrones y permite que otra se reduzca.

Ciertas especies químicas tienen una tendencia espontánea a oxidarse, por lo que constituyen buenos agentes reductores; mientras que otras, los agentes oxidantes, tienden a reducirse.

Reacciones de Óxido-Reducción

  1. Para compuestos iónicos binarios el nº de oxidación coincide con la carga eléctrica.
  2. Para compuestos no iónicos se asigna arbitrariamente el nº de oxidación negativo al átomo más electronegativo.
  3. En las sustancias simples los átomos tienen nº de oxidación 0.
  4. En los compuestos la sumatoria de los nº de oxidación de todos los átomos participantes es igual a 0.
  5. En los iones poliatómicos la sumatoria de los nº de oxidación de los átomos es igual a la carga del ion.
  6. Los metales de los grupos 1 y 2 en sus compuestos actúan respectivamente con los números +1 y +2. El aluminio actúa con +3.
  7. El flúor tiene siempre nº de oxidación -1.
  8. El hidrógeno en sus compuestos actúa con nº de oxidación +1.
  9. El oxígeno tiene usualmente en sus compuestos nº de oxidación -2.
  10. Los no metales de los grupos 15, 16 y 17 en sus compuestos binarios tienen los nº de oxidación -3, -2 y -1 respectivamente.

Oxidantes y Antioxidantes en el Organismo Humano

Los procesos naturales de envejecimiento del organismo humano están relacionados con transformaciones químicas de oxidación dentro de las células. Estas reacciones se favorecen por la presencia de los denominados radicales libres de oxígeno. Los radicales libres, en general, se forman por ganancia o pérdida de electrones, y son sumamente inestables y reactivos.

Pilas Electromecánicas

En 1799 el físico Volta preparó la primera pila, a partir de discos de zinc, de plata y de cartón humedecido en una solución acuosa de sal. Formó con los discos una pila colocando un disco de zinc sobre otro de plata, intercalando entre ambos un disco de cartón humedecido, hasta formar 20 conjuntos de los 3 materiales. Comprobó que ese aparato era capaz de producir corriente eléctrica.

DISCO DE PLATA                     Ag+   +   1e–        Ag0   (REDUCCIÓN)

DISCO DE CARTÓN                 Zn          Zn2+  +   2e–    (OXIDACIÓN)

DISCO DE ZINC                        2Ag+   +   Zn         2Ag +  Zn2+

Los e– transferidos durante la reacción pueden generar una corriente eléctrica aprovechable, a través de un circuito externo, cuando se separan físicamente las zonas donde transcurren la oxidación y la reducción. Esto se logra con dispositivos celdas galvánicas o pilas electroquímicas.

Esta pila consiste en 2 recipientes denominados semiceldas, en las cuales se producen por separado la oxidación y la reducción.

La semicelda de oxidación contiene una solución acuosa de nitrato de zinc y una lámina de zinc. La semicelda de reducción contiene una solución acuosa de nitrato de plata y una lámina de plata. Las láminas de Ag y de Zn actúan como electrodos, que son las superficies sobre las cuales se producen la oxidación y la reducción.

El electrodo en el cual ocurre la reducción es el cátodo mientras que la oxidación ocurre en el ánodo.