Reacción de reducción-oxidación

Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o, simplemente, reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación

Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte:

• El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.

• El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio, se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un «par redox». Análogamente, se dice que, cuando un elemento químico capta electrones del medio, este se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado.

• Semireacción de reducción: 2e- + Cu2+ → Cu0

• Semirreacción de oxidación: Fe0 → Fe2+ + 2e-

La oxidación es una reacción química donde un compuesto cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.

Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones. Suponer esto -que es un error común- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox son iónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones. Por ejemplo, en la reacción de formación del cloruro de hidrógeno a partir de los gases dihidrógeno y dicloruro, se da un proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox.

La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor.

La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+ porque fácilmente forma Kr y F+. Entre otras, existen el KMnO4, el Cr2O7, el agua oxigenada (H2O2), el ácido nítrico (HNO3), los hipohalitos y los halatos (por ejemplo el hipoclorito sódico (NaClO) muy oxidante en medio alcalino y el bromato potásico (KBrO3)). El ozono (O3) es un oxidante muy enérgico:

Br− + O3 → BrO3−

El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de sodio:

2 NaI + Cl2 → I2 + 2 NaCl

Esta puede desglosarse en sus dos semirreacciones correspondientes:

2I− → I2 + 2 e−

Cl2 + 2 e− → 2 Cl

Ejemplo

El hierro puede presentar dos formas oxidadas:

Óxido ferroso: FeO.

Óxido férrico: Fe2O3

Reduccion

En filosofía de la ciencia, la reducción es una operación epistémica por la cual se identifican dos objetos reales (reducción ontológica) o dos objetos conceptuales (reducción gnoseológica) o bien un objeto (real o conceptual) se incluye en otro o se explica por otro.

Por lo general, se entiende que lo reducido es un objeto (una teoría, por ejemplo) perteneciente a un nivel de organización superior y lo que reduce objeto (otra teoría) de un nivel de organización inferior. Del mismo modo, el reduccionismo suele interpretarse como la tesis de que la reducción (ontológica o gnoseológica) de un elemento perteneciente a nivel superior a otro de un nivel inferior es la única manera de unificar la ciencia y comprender el mundo. En otras palabras, se suele entender como reduccionismo el enfoque metodológico del individualismo o atomismo, cuya tesis general afirma que los únicos objetos (conceptuales o reales, según el caso) que existen o interesan son los individuos y que lo que solemos llamar totalidades o sistemas no son más que agregados de individuos, sin estructura u organización propia. Para el individualista, las propiedades de un sistema no son reales como las de los individuos, sino que no son más que o bien propiedades de esos individuos o promedios (es decir, conceptualizaciones referentes a los agregados).

Diferente es la opinión de autores como el filósofo argentino Mario Bunge, quien plantea que, en cuanto identificación o inclusión de un objeto en otro de un nivel de organización diferente, el sentido de la reducción puede ser tanto de arriba hacia abajo (microrreducción) como de abajo hacia arriba (macrorreducción). De tal modo, según Bunge, no habría solo un reduccionismo, sino dos, uno con origen en el individualismo (o microrreduccionismo) y otro con origen en el holismo (macrorreduccionismo), aunque a este se lo conozca habitualmente como "antirreduccionismo".

Un agente reductor es aquel que cede electrones a un agente oxidante. Existe una reacción química conocida como reacción de reducción-oxidación, en la que se da una transferencia de electrones. Asimismo, la mayoría de los elementos metálicos y no metálicos se obtienen de sus minerales por procesos de oxidación o de reducción. Una reacción de reducción-oxidaciónn consiste en dos semireacciones: una semireacción implica la pérdida de electrones de un compuesto, en este caso el compuesto se oxida; mientras que en la otra semireacción el compuesto se reduce, es decir gana los electrones. Uno actúa como oxidante y el otro como reductor. Como ejemplos tenemos:

• Carbón

• Monóxido de carbono

• Muchos compuestos ricos en carbón e hidrógeno.

• Elementos no metálicos fácilmente oxidables tales como el azufre y el fósforo

• Sustancias que contienen celulosa, tales como maderas, textiles, etc.

• Muchos metales como aluminio, magnesio, titanio, circonio

• Los metales alcalinos como el sodio, potasio, etc.

Un agente oxidante o comburente es un compuesto químico que oxida a otra sustancia en reacciones electroquímicas o de reducción-oxidación. En estas reacciones, el compuesto oxidante se reduce.

Básicamente:

• El oxidante se reduce, gana electrones.

• El reductor se oxida, pierde electrones.

• Todos los componentes de la reacción tienen un número de oxidación.

• En estas reacciones se da un intercambio de electrones.

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