Reacción redox

Lo explicaremos con un ejemplo paso a paso:

1. Se tiene la siguiente ecuación y se quiere saber si es redox.

   K₂Cr₂O_7(ac) + H₂SO_4(ac) + H₂O_2(ac) → Cr₂(SO₄)_3(ac) + H₂O_(l) + O_2(g) + K₂SO_4(ac)

   Se asignan números de oxidación a todos los átomos de la reacción.

   K¹⁺₂Cr₂⁶⁺O^2-_7(ac) + H¹⁺₂S⁶⁺O^2-_4(ac) + H¹⁺₂O^1-_2(ac) → Cr³⁺₂(S⁶⁺O^2-4)_3(ac) + H¹⁺₂O^2-_(l) + O⁰_2(g) + K¹⁺₂S⁶⁺O^2-_4(ac)

   El cromo pasa de Cr⁶⁺ a Cr³⁺. Este elemento disminuyó su número de oxidación de reactivo a producto. Quiere decir que ganó electrones. A este proceso se le denomina reducción. Es decir, el cromo se redujo de 6+ a 3+.

   El oxígeno del H₂O₂ pasó de O^1- a O⁰, en el oxígeno molecular (O₂). Este elemento aumentó su número de oxidación de reactivo a producto. Entonces, perdió electrones. A este proceso se le denomina oxidación. El oxígeno se oxidó de 1- a 0.

2. Para balancear la ecuación se tiene en cuenta que los electrones que gana un elemento los debe perder otro. Pero debe ser el mismo número en ganancia y pérdida de electrones.

   Revisamos el balance de elementos que se oxidan o reducen en los compuestos correspondientes y los electrones ganados o perdidos.

   Para el cromo: entra K₂Cr₂O₇ y sale Cr₂(SO₄)₃ y el elemento ya está balanceado, entran y salen 2 cromos. Los dos cromos ganaron en total 6 electrones. Para el oxígeno: entra H₂O₂ y sale O₂ y el elemento ya está balanceado, entran dos oxígenos y salen también dos. Los dos oxígenos perdieron en total 2 electrones.

   Debemos igualar la cantidad de electrones ganados y perdidos. 6 e^- ganan los cromos y 2 e^- pierden los oxígenos. Entonces, el mínimo común múltiplo de 6 y 2 es 6. En consecuencia, los cromos ganan seis electrones y no se modifica su cantidad. Los oxígenos pierden 2 e^- y deben perder en total 6 e^-. Entonces las especies que tienen oxígeno las multiplicamos por 3 y las de cromo por 1, en nuestra ecuación redox. La ecuación la llevamos en:

   K₂Cr₂O_7(ac) + H₂SO_4(ac) + 3H₂O_2(ac) → Cr₂(SO₄)_3(ac) + H₂O_(l) + 3O_2(g) + K₂SO_4(ac)

3. Ahora, revisamos de la especie que se reduce (K₂Cr₂O₇) cuantos oxígenos pierde. En total 7 porque sale sin que lo acompañen oxígenos directamente, Cr₂(SO₄)3. Los iones SO₄^2- que acompañan al cromo vienen del H₂SO₄. Los 7 oxígenos que pierde la especie que contiene al cromo en los reactivos forman agua. Por lo tanto, se deben formar 7 aguas.

   K₂Cr₂O_7(ac) + H₂SO_4(ac) + 3H₂O_2(ac) → Cr₂(SO₄)_3(ac) + 7H₂O_(l) + 3O_2(g) + K₂SO_4(ac)

   Todos los oxígenos que pierda la especie que se reduce pasan a formar agua.

   Revisamos otro ion que entre y salga en el menor número de especies. El potasio, K. entran dos potasios y salen dos. Está balanceado. El otro ion que entra en dos especies y sale en un solo compuesto es el H⁺. Entran 8 H⁺ y salen 14 H⁺. deben aumentarse los H⁺ en los reactivos. Los seis hidrógenos del H₂O₂ no se pueden modificar. Los ocho H⁺ que faltan deben provenir del H₂SO₄. Multiplicamos por cuatro el H₂SO₄ y obtenemos:

   K₂Cr₂O_7(ac) + 4H₂SO_4(ac) + 3H₂O_2(ac) → Cr₂(SO₄)_3(ac) + 7H₂O_(l) + 3O_2(g) + K₂SO_4(ac)