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Ejemplo resuelto: Usar números de oxidación para identificar la oxidación y reducción

Al asignar números de oxidación a los átomos de cada uno de los elementos en una ecuación redox, podemos determinar qué elemento se oxida y qué elemento se reduce durante la reacción. En este video usaremos este método para identificar los elementos que se oxidan y reducen en la reacción que se produce entre I⁻ y MnO₄⁻ en una solución básica. Creado por Sal Khan.

Transcripción del video

Lo que tenemos aquí es una reacción que  involucra yodo, manganeso, oxígeno e hidrógeno,   y lo que queremos hacer en este video es pensar  en cuáles elementos se oxidan y cuáles se reducen   en esta reacción. Te invito a que pauses el video  y trates de resolverlo por tu cuenta antes de que   lo hagamos juntos. Muy bien, ahora trabajemos  juntos. Y la forma en que lo voy a resolver -y   quizá tú hayas pensado en esta misma forma- es  averiguar cuáles son los números de oxidación   para cada uno de los elementos cuando entran en la  reacción y cuando salen de la reacción, es decir,   en ambos lados de la reacción. Primero veamos este  yodo de aquí, bueno, cada yodo tiene una carga   negativa -1, por lo que su carga hipotética  -aunque no es tan hipotética en este caso-,   que sería su número de oxidación, es 1 negativo.  Ahora pasemos a este ion permanganato de aquí,   cuyos números de oxidación son un poco más  complicados de encontrar, pero lo que generalmente   podemos recordar es que el oxígeno es bastante  electronegativo, y es probable que acapare 2   electrones, por lo que, cuando pensamos en una  carga hipotética con números de oxidación, el   oxígeno tendrá un número de oxidación 2 negativo,  pues ya dijimos que le gusta acaparar 2 electrones   adicionales; entonces, si cada uno de estos 4  oxígenos tiene una carga hipotética de 2 negativo,   nos dará un total de 8 negativo, pero vemos que  todo este ion tiene una carga negativa de 1, eso   significa que el manganeso debe tener una carga  hipotética o un número de oxidación de 7 positivo.   Vamos a repasar esto de nuevo porque es un poco  complicado. Dijimos que el oxígeno es 2 negativo   porque le gusta acaparar 2 electrones, tenemos  4 oxígenos, si sumas todo esto te da 8 negativo,   pero todo el ion tiene 1 negativo, entonces ¿qué  tenemos que sumar a 8 negativo para que dé como   resultado un 1 negativo? Bueno, un 7 positivo,  y ese es el número de oxidación del manganeso   cuando entra en la reacción, en este lado de  la reacción. Y luego veamos el agua. Bueno, el   agua está compuesta de hidrógeno y oxígeno a los  cuales veremos mucho. Este oxígeno tiene un número   de oxidación de 2 negativo y cada uno de esos  átomos de hidrógeno tendrá un número de oxidación   1 positivo porque sabemos que el oxígeno acapara  los electrones. Estos son enlaces covalentes en la   molécula de agua, pero si tuviéramos que asignar  una especie de carga hipotética diremos que el   oxígeno toma esos dos electrones y cada uno de  esos hidrógenos perderá un electrón y tendrá un   número de oxidación 1 positivo. Ahora veamos  el lado derecho de esta reacción. ¿Qué pasa   con estos yodos aquí? Bueno, en esta molécula de  yodo no se está ganando ni perdiendo electrones,   por lo que su número de oxidación es 0. Luego  pasamos al siguiente compuesto, cada uno de estos   oxígenos tiene un número de oxidación 2 negativo,  ¿cuál es el número de oxidación del manganeso?   Bueno, el compuesto es neutro, 2 oxígenos con 2  negativos serán 4 negativo, y para que sea neutral   el manganeso debe tener 4 positivo, un número de  oxidación de 4 positivo. Y, por último, pero no   menos importante, si observamos estos aniones  hidróxido, cada uno de los oxígenos tendrá un   número de oxidación de 2 negativo y el hidrógeno  va a tener un 1 positivo, y podemos confirmar que   eso tiene sentido: los 2 negativos más 1 darán  1 negativo para cada uno de estos iones. Así que   ahora pensemos quién se ha oxidado y quién se  ha reducido. Y recuerda: la oxidación significa   perder electrones y la reducción significa ganar  electrones, o puedes verla como la disminución en   el número de oxidación. Primero veamos el yodo:  pasamos de un número de oxidación de 1 negativo a   0, entonces, para pasar de un número de oxidación  1 negativo a 0 es necesario perder electrones,   por lo que se ha oxidado. Permíteme escribirlo:  el yodo se ha oxidado. Ahora veamos el manganeso:   pasamos de un 7 positivo a un 4 positivo, por  lo que el número de oxidación ha disminuido, el   manganeso se ha reducido. Ahora veamos el oxígeno:  bueno, en todas partes el oxígeno tiene un número   de oxidación de 2 negativo, así que no hay nada; y  luego lo mismo para los hidrógenos: 1 positivo en   ambos lados, así que no hay nada allí. Entonces el  yodo se ha oxidado y el manganeso se ha reducido.