Reporte de reacciones redox

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Reporte de investigación

Tipos de oxidación y ejemplos.

Resumen. Esta investigación sintetiza los tipos de oxidación, además de presentar 5 ejemplos de cada, y también expone un glosario de conceptos solicitados.

Antes de ver los tipos de oxidación, hay que entender lo qué es oxidación. Son reacciones químicas en las que el oxigeno se junta con otras sustancias, formando moléculas llamadas óxidos. Después de esta pequeña definición se debe definir los 2 tipos de oxidación: oxidación lenta y rápida. Empecemos con oxidación lenta.

• Oxidación lenta: se define como la reacción química que se genera a causa del oxígeno contenido en el aire o en el agua, esta comúnmente sucede en los metales haciendo que pierdan su brillo y sufran corrosión al exponerse mucho tiempo en el ambiente.
• Oxidación rápida: se define como la reacción química que surge de las reacciones violentas como la combustión, liberando energía en forma de calor y se produce normalmente en elementos orgánicos que tienen carbono e hidrógeno.

Ahora se presentarán los factores importantes en la oxidación.

• Agente oxidante: es todo factor en una reacción oxidante que dé oxígeno, quite hidrogeno o electrones.
• NO. de oxidación: indica los electrones de un átomo.
• Reducción: es cuando los electrones forman un nuevo enlace con átomos diferentes, después de participar en una reacción química
• Agente reductor: factor que cede o libera electrones que son aceptados por el agente oxidante

Tipos de oxidación lenta. Para no repetir en cada reacción el por qué son reacciones lentas, se explicará de forma general: no solo porque la oxidación no ocurre instantáneamente son oxidaciones lentas, también porque suceden generalmente en metales con el contacto de oxigeno o agua y otra característica que presentan las siguientes reacciones es que desprenden cantidades de calor inapreciables o generan poca energía.

1. Oxidación de aluminio. El aluminio reacciona con el oxigeno para formar óxido de aluminio, como se ve en la figura 1.0 donde el aluminio pierde 3 electrones y el oxígeno molecular gana 2 electrones, siendo el aluminio la oxidación y la reducción es el oxígeno.

Figura 1.0. Reacción de oxidación entre Al y 𝑂2 dando así el óxido de aluminio.

1. Oxidación del cobre. [pic 2]

El cobre se puede oxidar, en especial bajo efecto de agua, como se ve en la figura 1.1 donde el cobre pierde 2 electrones y el hidróxido gana 1 electrón, tras está reacción se crea el hidróxido de cobre.

Figura1.1 Oxidación del cobre a causa del contacto con agua.

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1. Oxidación del zinc. En la figura 1.2 se muestra una reacción redox del zinc, donde el zinc se oxida, perdiendo 2 electrones convirtiéndose en el catión zinc(II) y el catión cobre(II) se reduce y se convierte en cobre metálico. Figura 1.2 Oxidación del zinc transformándose en cobre metálico.

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1. Respiración. La respiración es otro ejemplo de oxidación común, como se muestra en la figura 1.3 donde la glucosa electrones más oxigeno molecular da como resultado dióxido de carbono y agua, entonces el carbono es oxidado y el oxígeno es reducido, pues el carbono pierde electrones y el oxígeno los gana. Figura 1.3 Reacción de respiración entre el oxigeno y glucosa dando al final energía en forma de atp.

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1. Oxidación del hierro metálico a Fe(II). Este proceso es similar al proceso a una pila galvánica, la superficie del hierro funciona como ánodo y el Fe metálico pasa a Fe(II). Se puede apreciar en la figura 1.4 que el fierro por contacto de oxígeno molecular e hidrogeno. Donde el oxigeno se reduce y el fierro se oxida. Figura 1.4 reacción de oxidación entre el oxígeno y Fe(II).

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Oxidación rápida.

1. Una fogata de madera encendida. La combustión que se crea en la fogata libera energía en forma de calor, lo que significa que es una reacción exotérmica y por definición es una oxidación rápida, como se puede ver la figura 2.0 la oxidación en la combustión da como resultado dióxido de carbono más agua siendo los reactivos en este caso madera (combustible) y oxigeno molecular.

Figura 2.0

𝐶6𝐻10𝑂5 + 𝑂2 − −> 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂

1. Fuegos artificiales al prenderse. La reacción del encendido de un fuego artificial emite cierta cantidad de calor, en especial luz, esto se considera una reacción exotérmica de combustión. entonces se puede decir que es una oxidación rápida. La fórmula química de la pólvora incluye un combustible (el carbono) y el nitrato potásico que es el agente oxidante, esta reacción libera energía como se muestra en la figura 2.1, reflejándose en la luz y el calor que emite,

Figura 2.1 Reacción de oxidación entre Nitrato potásico, carbono y pólvora, generando cloruro de sodio, agua y oxigeno molecular.

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1. Oxidación en la combustión de un cigarrillo. La oxidación sucede cuando se va consumiendo o quemando un cigarrillo, el calor generado es el resultado de la energía liberada, en este caso el combustible es el tabaco, por lo tanto, se considera una oxidación rápida. Entonces el tabaco al contacto de oxigeno produce la oxidación, los reactivos son el tabaco y oxígeno, los productos son dióxido de carbono y otros químicos como el arsénico, nicotina, amoniaco, etc. En la figura 2.2 se muestra un cigarrillo consumiéndose emitiendo humo y dejando cenizas que son los productos de la reacción de oxidación.

Figura 2.2 Cigarro consumiéndose.[pic 8]

1. La combustión en el motor de un coche. Esta reacción produce una pequeña reacción violenta (explosión) generando calor (reacción exotérmica) es por eso que se considera una oxidación rápida. Un mecanismo muy esencial en el funcionamiento de un auto es la quema del combustible para poder moverse, la oxidación consta de gasolina (combustible) más oxígeno y produce dióxido de carbono como se ve en la figura 2.2.

Figura 2.3 Reacción química entre gasolina y oxigeno transformándose en dióxido de carbono.

𝐻3𝐶 − (𝐶𝐻2)3 − 𝐶𝐻3 +𝑂2-->C𝑂2

1. La quema de un papel. Al quemar un papel se está produciendo calor que se desarrolla en fase gaseosa, esto es considerado una oxidación rápida. En este caso el combustible es el derivado de la celulosa o papel, más el oxígeno molecular se oxida, una forma sencilla de ver como sucede esta reacción es como se representa en la figura 2.3 donde el combustible es el papel, el comburente (𝑂2) transformándose en agua, dióxido de carbono y cenizas.

Figura 2.4 Reacción de oxidación en la combustión de papel.

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En conclusión, la oxidación pasa desapercibida por nuestros ojos, aun así, es vital en el funcionamiento del cuerpo humano, como en la respiración.

También en otros procesos como en el motor de un coche o un avión permitiendo quemar combustible y poder moverse de forma simplifica y además de procesos tan simples como la quema de un papel.

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