Reacciones redox, solubilidad y obtención de hidrógeno y oxígeno en el laboratorio

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Resumen

Apuntes de química inorgánica que explican los conceptos de oxidación, reducción y agente oxidante o reductor, con ejemplos de hidrógeno, oxígeno y halógenos. Se describe cómo modificar la solubilidad de una sal mediante un ion común o un ion no común, y cómo obtener H2 y O2 en el laboratorio a partir de ácidos, agua, álcalis y peróxidos. Incluye también el caso de las reacciones redox internas y el cambio de color del dicromato según el medio.

Puntos clave

  • La oxidación es la pérdida de electrones y la reducción es la ganancia de electrones; el agente oxidante se reduce y el reductor se oxida.
  • El estado de oxidación es la suma de las cargas positivas y negativas de un átomo.
  • Un ion común disminuye la solubilidad de una sal, mientras que un ion no común la aumenta.
  • En laboratorio el O2 se obtiene a partir de peróxidos como H2O2 (medio ácido) y Na2O2 (medio básico).
  • El H2 se obtiene atacando metales con ácidos o con agua o álcalis; con metales alcalinos la reacción es más favorable.
  • El cambio de color del dicromato (naranja a amarillo) se debe al cambio de medio de ácido a básico.

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Agente oxidante:
es el elemento Q se reduce (gana /acepta e-) y obliga al otro elemento a oxidarse (cede/perder E-). 

Oxidación

Proc en el cual Un elem cede e- a otro.  : aumenta su Estado de oxi. 

AG reductor

Es el elem q se oxida (cede /pierde)  y obliga a red (acep e-)  .

Reducc

Proc en el cual un elem gana e-y disminuye su estado de oxid, aumenta su Carga negá. Est de oxi: es la suma de las cargas positivas y negativas de un átomo. 

Hidrógeno

El H2 puede Comportarse como oxi o reduc el comportamiento que predomina en medio ácido es El oxidante ya q el H se reduce. 2e-+2h+ = H2)g. Ejemplo : 2e-2H = h2)g €= 0.00ev * Fe = Fe² +2e-..€= 0.44 ev* 2H+ Fe= H2)g + Fe² Δ€= 0.44 Reacfavor .:

HALOGENOS

Son oxidantes porque tienden a reducirse X2= X - . En la tabla periódica la cap oxi decrece de arriba hacia abajo dentro de Un mismo grupo. Como se puede mod la solub de una sal ¿:  hay dos maneras :  mediante el agregado de una sn con un ion Común.  Al agregarle a la SN. Otra con un Ion común la solubilidad disminuye ya que de este modo se aumenta la Concentración de uno de los iones AB = A+ B. K¹= *CA = A + C K²  *AB+CA = 2A+ B +C. Kt=k¹xk² KS (25)² S S  KS= (2S) ²x S x S = 4S4= 4√ K/4= S… .

2da manera :

Mediante el agregado de Una SN con un ion no común.  Al agregarle Una sn con ion no común aumenta la solubilidad de la sal.   AB= A + B K¹ * CD = C + D K² * AB +CD = A+C+B+D KT = k¹xk²  * KS SSSS KS= S4= S2 = 4√ks  vemos que  S1< S2 ya que disminuye  al Estar dividida su ks por 4 y en S2 no esta dividido.  

Redox Interna


Proce qco en el cual un mismo elemento se Oxida y a su vez reduce.  Ej  H2O2 = agua oxigenada * 2e-+2H+H2O2 = 2H2O * H2O2 = O2)g 2H + 2e-…  #una sust que en Una reacción. Se comporta como oxidante puede actuar en otra como Reductora   #para calcular la cte de equi Las unidades de los datos están expresadas en MOL/L…

OXIGENO

Como puede obtener O2)g en el Lab?  Mediante peróxidos : H2O2 y NA2O2 ….* H2O2 (medio ácido)  * 2e-+2H + H2O2= 2H2O -² ,€=1.77ev * H2O2 -¹= O2)g + 2H +2e- €=-0.67 * 2H2O2 = 2H2O+ O2)g Δ€= 1.1ev

NA2O2: (medio básico)  *2e-+2H2O+O2= 4OH- €= 0.87v * O2=O2)g+e-€= 0.08v * 2H2O +2O 2 = 4OH-+O2)g Δ€= 0.95v.

Hidrógeno

Se puede obtener en el lab mediante el ataque de metales con ácidos ( H2SO4 o HCL)  con agua o álcalis.  Con ácidos : * HCL= H+CL  H2SO4=2H+SO4- *2e-+2H=H2)g €= 0.00 * Cu = CU+² €= -0.33 * 2H+CU= CU+² +H2)g Δ€= -0.33. Con agua : H2O = H+ OH  * 2e-+2H2O= H2)g + 2OH-€= -0.410 * MG= MG+²+2e-€=2.350 * 2H2O+MG = H2)g + MG +² + 2OH- Δ€= 1.946 con metales alcalinos la reacción es Más favorable.   Con álcalis : formación De hidróxido * FE + 2OH= FE(OH)2)s + 2e-€= 0.887 * 2e-+H2O= H2)g + 2OH-€= -0.828 * FE+H2O = FE(OH)2)s+H2)g Δ€= 0.059 .

HALOGENOS:

 que comp pueden Tener los haluros ¿ Como varia esta prop dentro de los halogenos?  (halogenuros/haluros, caló que contiene iones : F-CL – BR - I-)  los haluros actúan Como reductor (se oxidan)  CL = ½CL2 + e- * al agregarle un álcali í u a sn de dicromato de potasio se observa un cambio De coloración. Que sucedíó ¿ ? Cr2O7-² + H2O= 2HCRO4 K= 2.3.10-² *2(HCRO4= CRO4 +H)  K= (3.2.10-7)² * 2(H+ OH = H2O)  K= (1/10-14)²* Cr2O7-²naranja + 2OH-= H2O+ 2CRO 4-² amarillo Kt= 2.3.10¹³ cambia la coloración debido a al cambio de medio De la solución  

Preguntas frecuentes

¿Cómo se puede obtener oxígeno en el laboratorio?

Se obtiene mediante peróxidos: H2O2 en medio ácido y Na2O2 en medio básico. En ambos casos se libera O2(g) durante la reacción.

¿Cómo afecta un ion común a la solubilidad de una sal?

Al agregar una sal con un ion común se aumenta la concentración de uno de los iones, por lo que la solubilidad disminuye.

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Test

1. ¿Qué le ocurre al agente oxidante en una reacción redox?
2. ¿Qué es el estado de oxidación de un átomo según el texto?
3. ¿Qué efecto tiene agregar un ion no común a una sal poco soluble?
4. ¿Cuál es el peróxido usado para obtener O2 en medio ácido?
5. ¿Qué sucede con los haluros como reductores?
6. ¿Por qué cambia de color la solución de dicromato al añadir un álcali?

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