Libro de Saberes y Pensamiento Cientifico 3 EGB

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Reacciones ácido-base y redox: agentes oxidantes y reductores

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Respuesta rápida

Reacción ácido-base: neutralización. En la electrólisis del agua, el O se oxida (agente reductor) y el H se reduce (agente oxidante). En 2Fe + 3Cl₂, el Fe es reductor y el Cl₂ oxidante.

📚 theory quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 291

Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Análisis de la página

La página presenta dos tipos de reacciones químicas: ácido-base y redox. Se pide identificar los cambios en los números de oxidación y los agentes oxidante y reductor.

Reacción ácido-base

$\mathrm{HCl}_{(ac)} + \mathrm{NaOH}_{(l)} \rightarrow \mathrm{H_2O}_{(l)} + \mathrm{Na^+}_{(ac)} + \mathrm{Cl^-}_{(ac)}$

El HCl cede protones (H⁺) y actúa como ácido.
El NaOH acepta protones y actúa como base.
Los productos son agua y iones sodio y cloro.

Respuesta: Es una reacción de neutralización ácido-base, sin cambios en los números de oxidación.

Reacción redox: electrólisis del agua

$2\mathrm{H_2O}_{(l)} \rightarrow 2\mathrm{H_2}_{(g)} + \mathrm{O_2}_{(g)}$

En el agua, el oxígeno tiene número de oxidación -2 y el hidrógeno +1.
En el O₂ gas, el oxígeno tiene número de oxidación 0.
En el H₂ gas, el hidrógeno tiene número de oxidación 0.
El oxígeno pasa de -2 a 0: cede electrones, se oxida y actúa como agente reductor.
El hidrógeno pasa de +1 a 0: acepta electrones, se reduce y actúa como agente oxidante.

Respuesta: El oxígeno es el agente reductor (se oxida) y el hidrógeno es el agente oxidante (se reduce).

Reacción redox: formación de cloruro de hierro(III)

$2\mathrm{Fe}_{(s)} + 3\mathrm{Cl_2}_{(g)} \rightarrow 2\mathrm{Fe^{3+}Cl^-_3}_{(s)}$

El hierro pasa de 0 a +3: cede electrones, se oxida y es el agente reductor.
El cloro pasa de 0 a -1: acepta electrones, se reduce y es el agente oxidante.

Respuesta: El hierro es el agente reductor y el cloro es el agente oxidante.

Contenido de la página

Para la siguiente reacción ácido-base:

$\mathrm{HCl}_{(ac)} + \mathrm{NaOH}_{(l)} \rightarrow \mathrm{H_2O}_{(l)} + \mathrm{Na^+}_{(ac)} + \mathrm{Cl^-}_{(ac)}$

El ácido clorhídrico (HCl) es un ácido; mientras que el hidróxido de sodio (NaOH) es una base, y los productos son agua y los iones de sodio y cloro.

Para las reacciones redox se puede identificar lo siguiente:

$2\mathrm{H_2O}_{(l)} \rightarrow 2\mathrm{H_2}_{(g)} + \mathrm{O_2}_{(g)}$

Esta reacción representa la electrólisis del agua, y los números de oxidación de cada elemento cambian como sigue:

Para el oxígeno en el agua es de -2, mientras que en la molécula de oxígeno gas es 0 (cero).
Para el hidrógeno en el agua es de +1, mientras que en la molécula de hidrógeno gas es 0 (cero).

Como se puede observar, el cambio para el oxígeno en disolución acuosa fue aumentar su número de oxidación al ceder electrones, y se dice que se oxidó, lo cual se conoce como un agente reductor.

Por otro lado, el cambio para el hidrógeno en disolución acuosa fue disminuir su número de oxidación al aceptar electrones, y se dice que se redujo, siendo así un agente oxidante.

Diferentes átomos de la molécula de agua fueron reducidos y oxidados debido a la acción de la corriente de electrones que se forma en el momento de la separación iónica.

El oxígeno gas (O₂) es un agente oxidante que si se combina con un agente reductor, como el hidrógeno gas (H₂), se obtiene la reacción inversa de la hidrólisis del agua, con un desprendimiento de energía abrupto. Esta reacción se utiliza para impulsar pequeños cohetes, mezclando en proporción 2:1 hidrógeno gas y oxígeno gas en un tubo de ensayo, y luego provocando una chispa dentro del tubo para iniciar la reacción. La liberación de energía es tan violenta que se produce una pequeña explosión que empuja lejos el tubo, como si se tratara de un cohete.

Otro ejemplo de reacciones redox es cuando reaccionan dos átomos de hierro y tres moléculas de cloro gas, el agente reductor es el hierro porque cede electrones al cloro gas y éste es el agente oxidante al aceptar los electrones, como se observa en la reacción:

$2\mathrm{Fe}_{(s)} + 3\mathrm{Cl_2}_{(g)} \rightarrow 2\mathrm{Fe^{3+}Cl^-_3}_{(s)}$

Agente reductor: Fe; Agente oxidante: Cl₂.

Ejemplos resueltos

Identifica el agente oxidante y el agente reductor en la electrólisis del agua: $2\mathrm{H_2O}_{(l)} \rightarrow 2\mathrm{H_2}_{(g)} + \mathrm{O_2}_{(g)}$

Asignar números de oxidación: en H₂O, O = -2, H = +1; en O₂, O = 0; en H₂, H = 0.
El oxígeno pasa de -2 a 0: pierde electrones, se oxida, es agente reductor.
El hidrógeno pasa de +1 a 0: gana electrones, se reduce, es agente oxidante. Respuesta: Agente reductor: oxígeno; agente oxidante: hidrógeno.

En la reacción $2\mathrm{Fe}_{(s)} + 3\mathrm{Cl_2}_{(g)} \rightarrow 2\mathrm{FeCl_3}_{(s)}$ , ¿cuál es el agente reductor y cuál el oxidante?

El hierro pasa de 0 a +3: cede electrones, se oxida, es agente reductor.
El cloro pasa de 0 a -1: acepta electrones, se reduce, es agente oxidante. Respuesta: Agente reductor: Fe; agente oxidante: Cl₂.

Tabla

Especie	Número de oxidación inicial	Número de oxidación final	Cambio	Proceso	Rol
O en H₂O	-2	0 (en O₂)	Aumenta	Oxidación	Agente reductor
H en H₂O	+1	0 (en H₂)	Disminuye	Reducción	Agente oxidante
Fe	0	+3	Aumenta	Oxidación	Agente reductor
Cl en Cl₂	0	-1	Disminuye	Reducción	Agente oxidante

Diagrama

flowchart LR
    A[Reacción química] --> B[Ácido-base]
    A --> C[Redox]
    B --> D[Transferencia de protones H+]
    C --> E[Transferencia de electrones]
    E --> F[Oxidación: pierde e-]
    E --> G[Reducción: gana e-]
    F --> H[Agente reductor]
    G --> I[Agente oxidante]

Fórmulas y ecuaciones

$\text{Oxidación: aumento del número de oxidación (pérdida de electrones)}$

$\text{Reducción: disminución del número de oxidación (ganancia de electrones)}$

$\mathrm{HCl}@@MATH_0@@_{(l)}$ $\rightarrow$ $\mathrm{H_2O}@@MATH_1@@_{(ac)}$ + $\mathrm{Cl^-}$ $_{(ac)}$

2 $\mathrm{H_2O}@@MATH_0@@_{(g)}$ + $\mathrm{O_2}$ $_{(g)}$

2 $\mathrm{Fe}@@MATH_0@@_{(g)}$ $\rightarrow$ 2 $\mathrm{Fe^{3+}Cl^-_3}$ $_{(s)}$

Glosario (6)

Ácido: Sustancia que cede protones (H⁺) en una reacción química.
Base: Sustancia que acepta protones (H⁺) en una reacción química.
Redox: Reacción química en la que hay transferencia de electrones entre especies, con cambios en los números de oxidación.
Agente oxidante: Especie que acepta electrones y se reduce, provocando la oxidación de otra especie.
Agente reductor: Especie que cede electrones y se oxida, provocando la reducción de otra especie.
Número de oxidación: Carga eléctrica asignada a un átomo en un compuesto, que indica su grado de oxidación.

Preguntas para practicar

¿Por qué el oxígeno actúa como agente reductor en la electrólisis del agua?

Porque el oxígeno en el agua tiene número de oxidación -2 y al pasar a oxígeno molecular (O₂) su número de oxidación aumenta a 0, lo que implica que cede electrones. Al ceder electrones, se oxida y provoca la reducción del hidrógeno, por lo que actúa como agente reductor.

¿Qué diferencia hay entre una reacción ácido-base y una reacción redox?

En una reacción ácido-base hay transferencia de protones (H⁺) sin cambios en los números de oxidación, como en la neutralización de HCl con NaOH. En una reacción redox hay transferencia de electrones y los números de oxidación de los elementos cambian, como en la electrólisis del agua o en la formación de cloruro de hierro(III).

Temas y conceptos clave

Reacciones ácido-baseReacciones redoxNúmeros de oxidaciónAgentes oxidantes y reductoresElectrólisis del aguaÁcidoBaseNeutralizaciónOxidaciónReducciónAgente reductorAgente oxidanteNúmero de oxidación

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Figuras de la página (1)

Esquema de la reacción 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ con flechas que indican el agente reductor (Fe) y el agente oxidante (Cl₂), y los números de oxidación (0) sobre los reactivos. — Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se identifica el agente oxidante y el agente reductor en una reacción redox?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Qué diferencia hay entre una reacción ácido-base y una reacción redox?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué el oxígeno actúa como agente reductor en la electrólisis del agua?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de reacción química
• Estructura atómica y electrones de valencia
• Números de oxidación
• Diferencia entre ácido y base

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Balanceo de ecuaciones redox por el método del ion-electrón

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2168 caracteres

Para la siguiente reacción ácido-base:

$\mathrm{HCl}^{-}_{(ac)}+\mathrm{NaOH}_{(i)}\rightarrow\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(i)}+\mathrm{Na}^{+}_{(ac)}+\mathrm{Cl}^{-}_{(ac)}$

El ácido clorhidrico (HCl) es un ácido; mientras que el hidróxido de sodio $(NaOH)$ es una base, y los productos son agua y los iones de sodio y cloro.

Para las reacciones redox se puede identificar lo siguiente:

$2H_{2}O_{(l)}\rightarrow2H_{2(e)}+O_{2(e)}$

Esta reacción representa la electrólisis del agua, y los números de oxidación de cada elemento cambian como sigue:

Para el oxigeno en el agua es de 2, mientras que en la molécula de oxigeno gas es 0 (cero).

Para el hidrógeno en el agua es de 1, mientras que en la molecula de hidrógeno gas es 0(cero).

Como se puede observar, el cambio para el oxígeno en disolución acuosa fue aumentar su número de oxidación al ceder electrones, y se dice que se oxidó, lo cual se conoce como un agente reductor.

Por otro lado, el cambio para el hidrógeno en disolución acuosa fue disminuir su número de oxidación al aceptar electrones, y se dice que se redujo, siendo asíun agente oxidante.

Diferentes átomos de la molécula de agua fueron reducidos y oxidados debido a la acción de la corriente de electrones que se forma en el momento de la separación iónica.

El oxígeno gas $(O_{2})$ es un agente oxidante que si se combina con un agente reductor, como el hidrógeno gas (H2), se obtiene la reacción inversa de la hidrólisis del agua, con un desprendimiento de energía abrupto. Esta reacción se utiliza para impulsar pequenos cohetes, mezclando en proporción 2:1 hidrógeno gas y oxígeno gas en un tubo de ensayo, y luego provocando una chispa dentro del tubo para iniciar la reacción. La liberación de energía es tan violenta que se produce una pequena explosión que empuja lejos el tubo, como si se tratara de un cohete.

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