Investigo y relaciono los diferentes procesos de oxidación y reducción que se encuentran en objetos de nuestra vida diaria. Completo el cuadro con la explicación de por qué cada ejemplo se oxida.
Manzana (ejemplo dado)
La manzana se corta y queda expuesta al aire. Los compuestos fenólicos de su pulpa reaccionan con el oxígeno del aire:
\text{sustancia reducida} + \text{O}_2 \rightarrow \text{sustancia oxidada}
- El oxígeno molecular \text{O}_2 recibe electrones: \text{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{2-} (se reduce).
- Las moléculas orgánicas de la manzana ceden electrones (se oxidan) y forman quinonas de color pardo, que al polimerizar dan el tono marrón que observamos.
- Por eso la manzana se pone marrón poco tiempo después de cortarse.
Se oxida por el oxígeno del aire (\text{O}_2), que actúa como agente oxidante al ganar electrones; las moléculas de la manzana se oxidan y adquieren color pardo.
Ejemplo 1: Hierro (tuberías, herramientas, rejas, coche)
- El hierro metálico \text{Fe}^0 se encuentra en contacto con oxígeno y con agua (humedad del aire).
- El oxígeno gana electrones y el hierro los pierde: \text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2e^- \qquad \text{O}_2 + 4e^- + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{OH}^-
- El ion \text{Fe}^{2+} se combina con \text{OH}^- para dar hidróxido de hierro(II), que es进一步 oxidado a hidróxido de hierro(III) \text{Fe(OH)}_3, y al deshidratarse forma la herrumbre, mezcla de óxidos \text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot n\text{H}_2\text{O}.
- La reacción global simplificada es: 4\text{Fe} + 3\text{O}_2 + 2n\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot n\text{H}_2\text{O}
Se oxida por el oxígeno del aire en presencia de humedad; el Fe pierde electrones y se convierte en óxido de hierro(III) (herrumbre), de color anaranjado-rojizo.
Ejemplo 2: Plata (joyas, cubiertos, monedas)
- La plata metálica \text{Ag}^0 reacciona con trazas de azufre (\text{H}_2\text{S}) presentes en el aire.
- El azufre se reduce y la plata se oxida: 4\text{Ag} + \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{S} \rightarrow 2\text{Ag}_2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O}
- El producto, sulfuro de plata \text{Ag}_2\text{S}, es de color negro; por eso las joyas pierden su brillo y se oscurecen.
- Se revierte el proceso puliendo con un paño que retira la capa superficial de \text{Ag}_2\text{S}.
Se oxida por el azufre (y el oxígeno) del aire; la plata pierde electrones y forma sulfuro de plata \text{Ag}_2\text{S}, que es negro.
Cuadro completado
| Ejemplo | Se oxida por: |
|---|---|
| Manzana – oxidación | Oxígeno del aire (\text{O}_2): la manzana cede electrones y sus compuestos fenólicos se transforman en quinonas pardas. |
| Hierro – herrumbre | Oxígeno y humedad del aire: el Fe se oxida a \text{Fe}^{3+} y forma óxido de hierro(III) \text{Fe}_2\text{O}_3. |
| Plata – oscurecimiento | Azufre y oxígeno del aire: la Ag se oxida y forma sulfuro de plata \text{Ag}_2\text{S} (color negro). |
¿Sabías qué?
"Durante el proceso de oxidación, se experimenta la pérdida de electrones." Esto se comprueba porque el número de oxidación del elemento se incrementa (por ejemplo, \text{Fe}^0 \rightarrow \text{Fe}^{3+}), mientras que el agente oxidante reduce su número de oxidación al ganar electrones. El par \text{O}_2/\text{O}^{2-} es el agente oxidante más común en la vida diaria.
Respuesta orientativa: La oxidación es pérdida de electrones: la sustancia que los cede aumenta su número de oxidación, y el oxímetro... el agente oxidante que los gana se reduce. Por eso todo objeto que "se oxida" (manzana, hierro, plata) está perdiendo electrones ante un agente oxidante del entorno.
En los tres casos la sustancia metálica o fenólica pierde electrones (se oxida) y el agente oxidante (\text{O}_2, \text{H}_2\text{S}) los gana (se reduce); siempre es una reacción de oxidación-reducción.
