Letra O

Oxidación

En el mundo de la ciencia, existen diversos fenómenos, que describen el comportamiento y reacciones de los elementos presentes en la naturaleza, siendo que tales reacciones, nos permiten hacer creaciones relacionados con la composición de materiales y sus usos en la industria de la manifactura.

Es por ello que, a continuación procederemos a describir ítems como su definición, el número de oxidación, sus aplicaciones, oxidaciones y reducciones biológicas, entre otros aspectos relevantes.

¿Qué es la Oxidación?

La oxidación, se refiere a un proceso de reacción química, en la cual uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, generando un cambio en sus estados de oxidación.

Este proceso, también es conocido como reacción de reducción – oxidación, y óxido – reducción, aunque muchas veces se le conoce como reacción rédox.

Para que se complete este mencionado proceso de oxidación, es necesario que exista un elemento con capacidad de ceder electrones, mientras que otro elemento acepte los mismos.

Siendo que, tales elementos, se disgregan de la siguiente manera dentro de un sistema:

  • Agente oxidante: Se refiere al elemento químico que tiene la capacidad de aceptar los electrones, liberados por otro elemento; quedando con un estado de oxidación inferior al que poseía anteriormente, quedando reducido.
  • Agente reductor: Es el elemento químico que suministra los electrones, de su estructura química hacia el medio; incrementando su estado de oxidación, resultando oxidado.

En tal sentido, cuando un elemento químico, cumple la función de reductor y cede electrones al medio; pasar a ser un elemento oxidado, y mantiene una relación con su precursor conocida como par rédox.

De manera análoga, cuando un elemento químico capta electrones del medio, el mismo se convierte en un elemento reducido, y mantiene un par rédox con su par oxidado.

Aquellas especies que tienen la propiedad tanto de oxidarse como de reducirse, de forma simultánea, son conocidos como anfolitos, y en este caso el proceso de oxidación-reducción, se denomina dismutación o anfolización.

El número de Oxidación

Como toda reacción o descripción de algún fenómeno de la ciencia, es necesario conocer su cuantificación, para lo cual nos valemos del número de oxidación, que nos permite determinar la cantidad presente de un determinado elemento químico.

En tal sentido, se debe tener presente que durante el proceso de oxidación, dicho número (también conocido como estado de oxidación) del elemento se incrementa.

En caso contrario, durante la reducción, el referido número del elemento que sufre la reducción, se disminuye.

El número de oxidación es un número entero que representa la cantidad de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un determinado enlace con otro elemento.

Por otra parte, en un elemento puro todos los átomos son neutros, ya que los mismos no poseen carga y posee un estado de oxidación igual a cero (0).

El número de oxidación, presenta las siguientes características:

  • Se incrementa, en caso de que el átomo pierda electrones (el elemento químico que se oxida) o cuando los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos.
  • Disminuye, cuando el átomo gana electrones (siendo el elemento químico que se reduce) o los comparte con un átomo que tenga la tendencia a cederlos.

Reglas para asignar el número de oxidación.

Es necesario cumplir con las siguientes reglas:

  • Cuando los elementos no se han combinado, su número de oxidación es cero. Sin importar la forma en que se representen tales números.
  • La carga del ion coincide con el número de oxidación de las especies iónicas monoatómicas.
  • El número de oxidación del hidrógeno, cuando se combina es +1, con la excepción en los hidruros metálicos, cuando su número de oxidación es -1.
  • El número de oxidación del oxígeno, cuando se combina es -2, con la excepción de los peróxidos, cuando su número de oxidación es -1.
  • En los elementos metálicos, cuando están combinados, su número de oxidación siempre positivo e igual a la carga del ion.
  • El número de oxidación de los halógenos en los hidrácidos y sus respectivas sales es -1, mientras que en el caso del azufre en su hidrácido y sus respectivas sales es -2.
  • En una molécula neutra, su número de oxidación es cero, por lo tanto la sumatoria de los números de oxidación de los elementos, que componen una molécula neutra es cero.
  • En una molécula no neutra, su carga eléctrica total es proporcional a la suma algebraica de los números de oxidación de todas las especies atómicas que la conforman.

Ajuste de Relaciones

En toda reacción de tipo rédox, es necesario llevar a cabo un ajuste estequiométrico, de los elementos que conforman las semirreacciones para la reducción y para la oxidación, siendo que se aplican los siguientes ajustes:

Para casos de reacciones en medio acuoso, se añade

  • Cuando se trata de un medio ácido: Iones-hidrógeno (H+), moléculas de agua y electrones.
  • Cuando se trata de un medio básico: Hidroxilos (OH), moléculas de agua y electrones para nivelar los cambios en los números de oxidación.

Aplicaciones de Procesos de Oxidación

Como se dijo inicialmente, el conocimiento de ciertos comportamientos de elementos de la naturaleza, nos permiten sacar provecho en la producción materiales o soluciones tecnológicas.

En tal sentido, en la industrial, los conocidos procesos de oxidación, son usados para generar la reducción de minerales para obtener materiales como el hierro o el aluminio.

Así mismo, cuando se pueden aplicar procedimientos para prevenir ciertos procesos de corrosión de materiales, lo que se puede traducir en mejorar el mantenimiento de estructuras.

Combustión como proceso de oxidación.

La combustión, no es más que una reacción química, catalogada como un proceso de reducción-oxidación, en la cual se produce el desprendimiento de una gran cantidad de energía, en forma de calor o de luz, y se manifiesta visualmente a través del fuego.

En estos casos, los combustibles de mayor uso, son los derivados de materiales orgánicos, que poseen hidrógeno y carbono, y como resultado se forman productos como dióxido de carbono, el agua y el dióxido de azufre.

Consecuencias de la Oxidación.

Un efecto evidente de este proceso de oxidación, se manifiesta en los metales mediante la corrosión, que representan un impacto negativo en las estructuras, afectando no sólo el aspecto visual sino también su integridad funcional.

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