Propiedades de las reacciones óxido-reducción

El planeta Tierra está cubierto por dos terceras partes de agua y es la sustancia más abundante del cuerpo humano y de los otros seres vivos. ¡Es tan común que se pasan desapercibidas sus propiedades físicas y químicas tan excepcionales e indispensables para la existencia de la vida en este mundo! Tal es el caso de su capacidad para disolver una amplia gama de sustancias. Desde el agua potable, la que se compra embotellada, la que forma parte de las células o la que baja cristalina de una montaña, siempre presentan diversas sustancias disueltas. Las sustancias en las que el agua es el medio de disolución se llaman disoluciones acuosas.

Las reacciones ácido-base, según Arrhenius, son aquellas en las que se transfieren iones \mathrm{H^{+}} en soluciones acuosas. Cuando se mezcla un ácido y una base en ciertas proporciones, estas sustancias pierden sus propiedades y el resultado de la reacción es la formación de sales y agua.

En las reacciones redox ocurre un intercambio de electrones, los cuales son los portadores de carga negativa. Por tanto, cuando un átomo, ion o molécula pierde electrones, se dice que se oxida. La pérdida de electrones por parte de una sustancia se denomina oxidación. Se emplea este término porque las primeras reacciones de este tipo que se estudiaron fueron con oxígeno. Los metales reaccionan con el oxígeno del aire para formar óxidos metálicos. En estas reacciones, el metal pierde electrones que el oxígeno gana, y se forma un compuesto iónico del ion (catión) metálico y el ion (anión) óxido. Por ejemplo, cuando el hierro (Fe) se expone al oxígeno (\mathrm{O}_{2}) presente en el aire, la superficie metálica brillante se pierde y adquiere una coloración café o rojiza al formarse el óxido de hierro.

Cuando un átomo, ion o molécula gana electrones, se dice que se reduce. La ganancia de electrones por parte de una sustancia se llama reducción. Si un reactivo pierde electrones, otro debe ganarlos, lo que significa que la oxidación de una sustancia siempre va acompañada por la reducción de otra, por lo que no son eventos aislados.

4\mathrm{Fe} + 3\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}

Número de oxidación

En las reacciones redox, se necesita seguir la pista de la pérdida y ganancia de electrones, para ello se utiliza el número de oxidación, que es la carga del átomo en el proceso de redox. Para conocer este número, se sigue una serie de reglas.