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Números de oxidación y ajuste ion-electrón

Asignar números de oxidación e igualar reacciones redox conservando átomos y carga en el medio indicado.

Míralo en un dibujo

Los electrones enlazan las semirreacciones. Descripción en el texto contiguo.
Los electrones enlazan las semirreacciones

Oxidación: Zn→Zn²⁺+2e⁻. Reducción: Cu²⁺+2e⁻→Cu. Al sumar, los electrones se cancelan y queda Zn+Cu²⁺→Zn²⁺+Cu.

Antes de seguir: ¿Qué especie se oxida?

Comprueba tu razonamiento

El zinc: pierde electrones y su número de oxidación pasa de 0 a +2.

Antes de empezar

Necesitas manejar: Números de oxidación; Ajuste; Moles y energía.

Escribe en papel tu respuesta a esta pregunta antes de desplegarla.

¿Oxidarse?

Perder electrones y aumentar número de oxidación.

En un minuto

  • Perder electrones y aumentar número de oxidación.
  • Ganar electrones y disminuir número de oxidación.
  • Especie que se reduce.
  • Contar todos los átomos y sumar cargas a ambos lados.

Entiende la idea

El concepto

El número de oxidación es una herramienta formal para seguir transferencias electrónicas. En un elemento libre vale cero; los iones monoatómicos tienen el valor de su carga. Oxígeno suele valer −2 e hidrógeno +1 en los ejemplos habituales, pero existen excepciones como peróxidos e hidruros metálicos. La suma ponderada de números de oxidación coincide con la carga de la especie.

Oxidarse es aumentar el número de oxidación y perder electrones en el balance; reducirse es disminuirlo y ganarlos. El agente oxidante se reduce porque acepta electrones, y el reductor se oxida. El nombre del agente describe lo que provoca en otra especie, no lo que le ocurre a él; aclarar esto evita invertir ambas etiquetas.

Cómo utilizarlo sin errores

El método ion-electrón separa semirreacciones. Primero se ajustan los elementos distintos de H y O; después O con agua y H con H⁺ en medio ácido. Los electrones equilibran la carga. Se iguala su número entre las semirreacciones antes de sumar y cancelar. La comprobación final incluye todos los átomos y la carga total, no solo el elemento que cambió.

Para un ajuste en medio básico puede partirse de un ajuste ácido formal y añadir OH⁻ a ambos lados para neutralizar H⁺, formando agua y simplificando. El resultado final no debe dejar H⁺ libre como reactivo característico del medio básico. Estos procedimientos son balances teóricos: no indican cómo mezclar reactivos ni constituyen actividades experimentales domésticas.

Fórmulas y condiciones de uso

Lee las condiciones junto con cada expresión. Una fórmula sin sus hipótesis puede dar un resultado incorrecto.

∑ i n i NOX i = q total
Números de oxidación y ajuste ion-electrón · expresión 1
Oxidación: pierde  e − ; reducción: gana  e −
Números de oxidación y ajuste ion-electrón · expresión 2
Consultar la notación textual original

Oxidación: pérdida de e⁻ y aumento del número de oxidación. Reducción: ganancia de e⁻. Σ(número de oxidación·cantidad de átomos)=carga total.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1 · Ajusta MnO₄⁻+Fe²⁺→Mn²⁺+Fe³⁺ en medio ácido por ion-electrón.

  1. Reducción: MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O. Oxidación: Fe²⁺→Fe³⁺+e⁻.
  2. Multiplicamos la segunda por 5 y sumamos: MnO₄⁻+8H⁺+5Fe²⁺→Mn²⁺+4H₂O+5Fe³⁺.
  3. Carga izquierda=−1+8+10=17; derecha=2+15=17. Mn pasa de +7 a +2; permanganato es el oxidante.

Ejemplo 2 · Ajusta la reducción de MnO₄⁻ a MnO₂ en medio básico.

  1. En forma ácida formal: MnO₄⁻+4H⁺+3e⁻→MnO₂+2H₂O.
  2. Añadimos 4OH⁻ a ambos lados: los 4H⁺ forman 4H₂O. Al cancelar agua queda MnO₄⁻+2H₂O+3e⁻→MnO₂+4OH⁻.
  3. La carga izquierda es −4 y la derecha −4; hay un Mn, seis O y cuatro H a ambos lados. Es una semirreacción, no una reacción completa sin pareja oxidante.

Practica antes de mirar la solución

Práctica 1 · Determina el número de oxidación del azufre en SO₄²⁻.

Primera ayuda

La suma debe dar −2.

Ver solución razonada

x+4·(−2)=−2, por lo que x=+6.

Práctica 2 · En Zn+Cu²⁺→Zn²⁺+Cu, identifica oxidante y reductor.

Primera ayuda

Sigue quién gana y pierde electrones.

Ver solución razonada

Zn pasa de 0 a +2 y se oxida: es el reductor. Cu²⁺ pasa de +2 a 0 y se reduce: es el oxidante.

Práctica 3 · ¿Cuál es el número de oxidación de O en H₂O₂?

Primera ayuda

Es un peróxido y la especie es neutra.

Ver solución razonada

2·(+1)+2x=0, luego x=−1. Aplicar automáticamente −2 daría una suma incompatible.

El error que debes evitar

No invertir oxidante y reductor. No asumir O=−2 en peróxidos. No cancelar electrones sin igualar sus cantidades. No terminar un ajuste sin comprobar la carga.

Comprueba lo aprendido

Autoevaluación formativa: no es una nota oficial ni un examen vigilado.

El agente oxidante…

  1. Se oxida siempre
  2. Se reduce
  3. No participa en la reacción
Solución y explicación

Respuesta: Se reduce. Acepta electrones y provoca la oxidación de otra especie.

El ajuste redox debe conservar…

  1. Átomos y carga
  2. Solo átomos de metal
  3. Solo masa de oxígeno
Solución y explicación

Respuesta: Átomos y carga. La conservación de carga es imprescindible.

Una semirreacción básica final debería dejar H⁺ sin neutralizar como término del medio…

  1. Sí siempre
  2. Si el metal es positivo
  3. No en el ajuste básico habitual
Solución y explicación

Respuesta: No en el ajuste básico habitual. Se convierte mediante OH⁻ y se simplifica agua.

Recupera las ideas de memoria

Antes de revelar cada respuesta, di la tuya en voz alta o escríbela. Marca si la recordabas para programar el siguiente repaso.

¿Oxidarse?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Perder electrones y aumentar número de oxidación.

Intenta responder antes de mirar.

¿Reducirse?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Ganar electrones y disminuir número de oxidación.

Intenta responder antes de mirar.

¿Oxidante?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Especie que se reduce.

Intenta responder antes de mirar.

¿Última comprobación?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Contar todos los átomos y sumar cargas a ambos lados.

Intenta responder antes de mirar.

Explícalo y llévalo a otro problema

Repite el primer ejemplo ocultando la solución y explica en una frase por qué se necesitan cinco iones Fe²⁺ por cada permanganato.

Cierre en papel: explica el procedimiento, anota una condición de validez y vuelve a resolver un ejercicio que te haya costado sin consultar sus pasos.

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Fuentes y revisión editorial

Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.