¿Cómo determinamos si una reacción química es de oxidación-reducción? Lo podemos hacer mediante una revisión de los números de oxidación de todos los elementos que participan en la reacción. Este procedimiento nos dice que elementos (si es que alguno) cambian su estado de oxidación. Por ejemplo, la reacción en la ecuación 1 se puede escribir:
| Zn(s) | + 2H+(ac) | ---> | Zn2+(ac) | + H2(g) |
[1] |
| Zn(s) | + 2H+(ac) | ---> | Zn2+(ac) | + H2(g) |
[2] |
|
0 |
+1 |
+2 | 0 |
Escribiendo el número de oxidación de cada elemento abajo de la ecuación, podemos ver con facilidad los cambios que ocurren en el estado de oxidación. El estado de oxidación de Zn cambia de 0 a +2, y que el H cambia de +1 a 0.
En una reacción de oxidación-reducción como la ecuación 2, ocurre una clara transferencia de electrones. El cinc debe perder electrones a a medida que el Zn(s) se convierte en Zn2+(ac). En forma semejante, el hidrógeno debe ganar eleclrones a medida que H+(ac) se transforma en H2(g). En otras reacciones ocurren cambios en los estados de oxidación, pero no podemos decir que alguna sustancia gana o pierde literalmente electrones. Por ejemplo, considere la combustión del gas hidrógeno:
| 2H2(g) | + O2(g) | ----> | 2H2O(g) |
[3] |
| 0 | 0 |
+1 -2 |
El hidrógeno se ha oxidado del estado de oxidación 0 al de +l, y el oxígeno se ha reducido del estado de oxidación 0 al de -2. Por consiguiente, la ecuación 3 es una reacción de oxidación-reducción. No obstante, como no es una sustancia iónica, no hay una transferencia completa de del hidrógeno al oxígeno a medida que se forma el agua. Es importante recordar que se utilizan los números de oxidación como forma "contabilidad". En general, se debe igualar el estado de oxidación de un átomo con su carga en un compuesto químico.
En cualqiúer reacción de oxidación-reducción, debe ocurrir tanto un proceso como el otro. En otras palabras, si una sustancia se oxida entonces otra se debe reducir. Podemos imaginar la oxidación de una sustancia como el origen de la reducción de otra. Por consiguiente, la sustancia que se oxida se llama agente reductor. En la ecuación 2, el Zn(s) es un agente reductor. De forma similar, la reducción de una sustancia origina la oxidación de otra. Por consiguiente, podemos llamar a la sustancia que sufre la reducción agente oxidante. En la ecuación 3 en O2(g) es un agente oxidante.