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Aplicaciones de las reacciones óxido-reducción en el entorno

📄 teoria quimica 🎓 otro · 3° TELESECUNDARIA México 🇲🇽 MX 🗣 Español
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Página 292 de Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico.   Libro de Educación Telesecundaria Grado 3°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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  1. Porque balancear redox exige también balancear protones. 2) Todas las ecuaciones dadas están balanceadas. 3) Corrosión = oxidación de metales; se evita con recubrimientos aislantes. 4) CO_{2}+H_{2}O \to H_{2}CO_{3}, que baja el pH del mar.
📚 theory quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 292

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

1
Ejercicio 1

Explica por qué una misma reacción puede ser a la vez ácido-base y de óxido-reducción.

  1. En las reacciones redox hay un intercambio de electrones entre átomos, iones o moléculas, lo que cambia los estados de oxidación de los especies.
  2. Para balancear ciertas reacciones redox es necesario balancear también cargas y protones, es decir, involucrar especies ácidas o básicas.
  3. En ese balance conjunto, una misma reacción involucra simultáneamente transferencia de electrones (redox) y transferencia de protones H^{+} (ácido-base).
Respuesta

Porque para balancear una reacción redox a veces hay que balancear también protones y cargas, de modo que una sola reacción combina transferencia de electrones y de H^{+}.

2
Ejercicio 2

Balances las siguientes reacciones de oxidación de metales y verifica el balance de átomos:

a
Parte 2.a

4Na + O_{2} \longrightarrow 2Na_{2}O

  1. Contamos Na del lado izquierdo: 4 átomos de Na.
  2. Del lado derecho: 2 \times 2 = 4 átomos de Na en 2Na_{2}O.
  3. Oxígeno: 2 átomos a la izquierda; 2 \times 1 = 2 a la derecha.
Respuesta

La ecuación está balanceada: 4 Na y 2 O en cada lado.

b
Parte 2.b

4Ca + O_{2} \longrightarrow 2Ca_{2}O

  1. Ca del lado izquierdo: 4.
  2. Ca del lado derecho: 2 \times 2 = 4.
  3. O: 2 a la izquierda, 2 \times 1 = 2 a la derecha.
Respuesta

Balanceada: 4 Ca y 2 O en cada lado.

c
Parte 2.c

4Al + 3O_{2} \longrightarrow 2Al_{2}O_{3}

  1. Al: 4 a la izquierda; 2 \times 2 = 4 a la derecha.
  2. O: 3 \times 2 = 6 a la izquierda; 2 \times 3 = 6 a la derecha.
Respuesta

Balanceada: 4 Al y 6 O en cada lado.

d
Parte 2.d

2Fe + O_{2} \longrightarrow 2FeO

  1. Fe: 2 a la izquierda, 2 \times 1 = 2 a la derecha.
  2. O: 2 a la izquierda, 2 \times 1 = 2 a la derecha.
Respuesta

Balanceada: 2 Fe y 2 O en cada lado.

e
Parte 2.e

4Co + 3O_{2} \longrightarrow 2Co_{2}O_{3}

  1. Co: 4 a la izquierda; 2 \times 2 = 4 a la derecha.
  2. O: 3 \times 2 = 6 a la izquierda; 2 \times 3 = 6 a la derecha.
Respuesta

Balanceada: 4 Co y 6 O en cada lado.

3
Ejercicio 3

¿Qué es la corrosión y cómo se evita?

  1. La corrosión es el deterioro que sufren las piezas metálicas cuando el metal se combina con el oxígeno atmosférico.
  2. Se evita aislando las superficies metálicas con recubrimientos.
  3. El recubrimiento impide el contacto directo del oxígeno con la superficie del metal.
Respuesta

La corrosión es la oxidación de los metales que deteriora piezas metálicas; se previene cubriendo la superficie con recubrimientos que aíslan el metal del oxígeno.

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4
Ejercicio 4

Explica qué sucede en los mares cuando el CO_{2} se disuelve en el agua.

  1. El dióxido de carbono gaseoso reacciona con el agua: CO_{2(g)} + H_{2}O_{(l)} \longrightarrow H_{2}CO_{3(ac)}.
  2. Se forma ácido carbónico, H_{2}CO_{3}.
  3. Al aumentar la concentración de iones H^{+} en el agua, su pH disminuye.
Respuesta

El CO_{2} disuelto forma ácido carbónico (H_{2}CO_{3}), lo que acidifica el agua marina y disminuye su pH.

Contenido de la página

En las reacciones redox se lleva a cabo un intercambio de electrones entre átomos, iones y moléculas que cambian su estado de oxidación y, por tanto, sus propiedades físicas y químicas.

Las reacciones redox liberan energía o la consumen, es decir, pueden ser exotérmicas o endotérmicas. De igual forma, pueden darse por sí solas (espontáneas) o por la acción de una fuerza externa (no espontáneas).

Lo anterior les da una utilidad fundamental en diversas aplicaciones tecnológicas como almacenamiento y fuente de energía, al igual que en la extracción, purificación, manufactura y conservación de materiales.

Aplicaciones de las reacciones óxido-reducción en el entorno

Las reacciones óxido-reducción aparecen en muchos lugares y son más comunes de lo que aparentan. Muchas veces suceden al mismo tiempo que las ácido-base, ya que para balancear algunas reacciones redox es necesario balancear también reacciones ácido-base. En el proceso, una misma reacción puede ser a la vez ácido-base y de óxido-reducción.

Oxidación de los metales: ocurre al combinarse un metal con el oxígeno atmosférico:

4Na + O_{2} \longrightarrow 2Na_{2}O 4Ca + O_{2} \longrightarrow 2Ca_{2}O 4Al + 3O_{2} \longrightarrow 2Al_{2}O_{3} 2Fe + O_{2} \longrightarrow 2FeO 4Co + 3O_{2} \longrightarrow 2Co_{2}O_{3}

A estas reacciones que ocasionan un deterioro en piezas metálicas se les conoce como corrosión, fenómeno común que se evita aislando las superficies metálicas con recubrimientos, de manera que se evita el contacto directo del oxígeno con la superficie del metal.

Acidificación de los mares: una reacción que ocurre en los mares es la solubilización del dióxido de carbono (CO_{2}) al formar ácido carbónico (H_{2}CO_{3}), lo que acidifica el agua, es decir, disminuye su pH:

CO_{2(g)} + H_{2}O_{(l)} \longrightarrow H_{2}CO_{3(ac)}

Ejemplos resueltos

Oxidación del aluminio: 4Al + 3O_{2} \longrightarrow 2Al_{2}O_{3}

  1. Al passa de estado de oxidación 0 a +3 (se oxida). 2. O pasa de 0 a -2 (se reduce). 3. Balance de átomos: 4 Al y 6 O a ambos lados.

Tabla

Metal Ecuación de oxidación
Na 4Na + O_{2} \longrightarrow 2Na_{2}O
Ca 4Ca + O_{2} \longrightarrow 2Ca_{2}O
Al 4Al + 3O_{2} \longrightarrow 2Al_{2}O_{3}
Fe 2Fe + O_{2} \longrightarrow 2FeO
Co 4Co + 3O_{2} \longrightarrow 2Co_{2}O_{3}

Fórmulas y ecuaciones

CO_{2(g)} + H_{2}O_{(l)} \longrightarrow H_{2}CO_{3(ac)}

4Na + O_{2} \longrightarrow 2Na_{2}O

4Ca + O_{2} \longrightarrow 2Ca_{2}O

4Al + 3O_{2} \longrightarrow 2Al_{2}O_{3}

2Fe + O_{2} \longrightarrow 2FeO

4Co + 3O_{2} \longrightarrow 2Co_{2}O_{3}

CO_{2(g)} + H_{2}O_{(l)} \longrightarrow H_{2}CO_{3(ac)}

Glosario (4)

Reacción redox
Reacción en la que intercambian electrones especies que cambian su estado de oxidación.
Corrosión
Deterioro de piezas metálicas por combinación del metal con oxígeno atmosférico.
Ácido carbónico
Ácido débil que se forma cuando el CO₂ se disuelve en agua: H₂CO₃.
Espontaneidad
Capacidad de una reacción de ocurrir por sí sola sin intervención de una fuerza externa.

Preguntas para practicar

¿Qué es la corrosión y cómo se evita?

Es el deterioro de piezas metálicas por la combinación del metal con el oxígeno atmosférico. Se evita aislando las superficies metálicas con recubrimientos que impiden el contacto directo del oxígeno con el metal.

¿Por qué el CO₂ disuelto acidifica el agua de los mares?

Porque el CO₂ reacciona con el agua para formar ácido carbónico (H₂CO₃), que se disocia y aumenta la concentración de iones H⁺, disminuyendo así el pH del agua.

Temas y conceptos clave

Reacciones redoxAplicaciones de la óxido-reducciónOxidación de metalesCorrosiónAcidificación de los maresintercambio de electronesestado de oxidaciónreacciones exotérmicas/endotérmicasreacciones espontáneascorrosiónrecubrimientosácido carbónicopH
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Preguntas que la gente también hace

¿Qué es una reacción redox y en qué se diferencia de una ácido-base?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo se evita la corrosión de las piezas metálicas?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué el CO₂ disuelto disminuye el pH del agua marina?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Estados de oxidación
  • • Balance de ecuaciones químicas
  • • Concepto de ácidos y bases (pH)
Siguiente tema sugerido
Células electroquímicas y pilas como aplicación de las reacciones redox
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2250 caracteres

En las reacciones redox se lleva a cabo un intercambio de electrones entre átomos, iones y moléculas que cambian su estado de oxidación y, por tanto, sus propiedades fisicas y químicas.

Las reacciones redox liberan energia o la consumen, es decir, pueden ser exotérmicas o endotérmicas. De igual forma, las reacciones redox pueden darse por sí solas, lo cual signifca que son espontáneas; o por la acción de una fuerza externa, con lo cual son no espontáneas.

Lo anterior les da una utilidad fundamental en diversas aplicaciones tecnológicas como almacenamiento y fuente de energia, al igual que en la extracción, purifcación,manufactura y conservación de materiales, entre otras.

Aplicaciones de las reacciones óxido-reducción en el entorno

Las reacciones óxido-reducción aparecen en muchos lugares y son más comunes de lo que aparentan, como las ácido-base. Muchas veces suceden al mismo tiempo que estas últimas, ya que para balancear algunas reacciones redox, es necesario balancear también reacciones ácido-base. En el proceso, una misma reacción puede ser a la vez ácido-base y de óxido-reducción.

Algunos de los ejemplos más relevantes en donde ocurren reacciones de óxido-reducción y que se relacionan con la vida cotidiana se mencionan enseguida.

La oxidación de los metales, como su nombre lo indica, ocurre al combinarse un metal con el oxígeno atmosférico; algunas de estas reacciones son:

\begin{aligned}4Na+O_{2}&\longrightarrow2Na_{2}O\\4Ca+O_{2}&\longrightarrow2Ca_{2}O\\4Al+3O_{2}&\longrightarrow2Al_{2}O_{3}\\2Fe+O_{2}&\longrightarrow2FeO\\4Co+3O_{2}&\longrightarrow2Co_{2}O_{3}\end{aligned}

A estas reacciones que ocasionan un deterioro en piezas metálicas se les conoce como corrosión, la cual es un fenómeno común que se evita aislando las superfi cies metálicas con recubrimientos. De esta manera se evita el contacto directo del oxígeno con la superfcie del metal. Una reacción que ocurre en los mares es la solubilización del dióxido de carbono \left(CO_{2}\right) al formar ácido carbónico \left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{CO}_{3}\right) 1, lo que acidifica el agua, es decir, disminuye su pH:

\mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(l)}\rightarrow\mathrm{H}_{2}\mathrm{CO}_{3(ac)}

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