Definición de reducción en química

emiliomoron (69)in #spanish • 5 years ago (edited)

Saludos estimados amigos de steemit y apreciados lectores.

La reducción implica una media reacción en la que una especie química disminuye su número de oxidación, generalmente ganando electrones. La otra mitad de la reacción involucra la oxidación, en la cual los electrones se pierden. En conjunto, la reducción y la oxidación forman las reacciones conocidas como redox (reducción-oxidación). Por lo que la reducción puede considerarse el proceso opuesto de oxidación.

De modo que este tipo de reacción no pueden darse por sí sola, es decir, si una especie acepta los electrones, es porque otra, obligatoriamente debe estar cediéndolos.

En algunas reacciones, la oxidación y la reducción pueden visualizarse en términos de transferencia de átomos de oxígeno. En este caso, la oxidación es la ganancia de oxígeno mientras que la reducción es la perdida de ello. En la oxidación natural del hierro, el oxígeno es reducido mientras que el hierro es oxidado, pero si bien es fácil en este caso la definición más precisa implica la transferencia de electrones y la variación del número o estado de oxidación del elemento.

Un ejemplo muy utilizado para ilustrar la reducción es la reacción entre un alambre de cobre y una solución acuosa de nitrato de plata, AgNO₃.

Reacción entre cobre metálico y nitrato de plata. Fuente: @emiliomoron

En la solución, la plata se halla ionizada como cationes Ag⁺ y aniones nitrato. Cuando los iones plata interactúan con la superficie del cobre arrebatan los electrones de estos átomos. De esta forma, el cobre sustituye a la plata para dar la sal de nitrato; obteniéndose como resultado el nitrato de cobre, Cu(NO₃)₂.

Por otro lado, la plata metálica precipita y se adhiere sobre el alambre, emblanqueciéndolo y cubriéndolo de una capa como si se recubriera con nieve.

¿Cómo se establece quien se reduce?

Como ya se menciono, en la reducción una especie experimente una ganancia de electrones, pero ¿cómo puede comprobarse esto en una ecuación química? Tomemos como ejemplo la reacción entre el cobre metálico y la sal AgNO₃, para saber como ocurre la reducción es necesario determinar el número o estado de oxidación. Establezcamos primeramente la ecuación química de la reacción:

Para ello se deben seguir algunos criterios, entre ellos se tiene que los elementos en sus estados naturales, tienen por definición un estado de oxidación igual a cero, ya en ese estado se asume que no han perdido ni ganado electrones. De este modo, los metales en estado sólido elemental tienen estado de oxidación cero. En este caso, durante la reacción, como la plata pasa de su estado ionizado en solución a plata en estado sólido cuando se deposita sobre el cobre, la plata pasa de un estado de oxidación +1 (Ag⁺) a 0 (Ag). La carga de un ion metálico es igual a su estado de oxidación.

Por otro lado, los electrones que gana la plata para cambiar su estado de oxidación provinieron del cobre, el cual entonces pasa de 0 (Cu) a +2 (Cu²⁺). El anión nitrato, NO₃^– permanece inalterable mientras ambos metales intercambian electrones; por lo tanto, la ecuación puede escribirse como dos semireacciones para ilustrar mejor ambos procesos:

Entonces, como podemos observar en la primera semireacción, la ganancia de electrones (que son partículas con carga negativa) hace menos positivo el estado de oxidación de los átomos que ganan dichos electrones. Siendo esto lo que define la reducción química.

Aplicaciones

Una de las mayores aplicaciones que tienen estas reacciones se tiene en la extracción de metales a partir de sus minerales. Un ejemplo de ello es:

Mediante la reducción de sulfuro de cobre se obtiene cobre metálico

El óxido férrico se reduce a hierro metálico mediante su reacción con monóxido d carbono. Observen que en este caso se produce la transferencia de oxígeno.