Definición de reducción en química

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En química, el término reducción se refiere una semirreacción en la cual una sustancia química como un átomo, una molécula o un ion, acepta uno o más electrones. El resultado de este proceso es que el estado de oxidación de alguno de los átomos que conforman a la especia aceptora de los electrones se vuelve más negativo, es decir, se reduce y de allí el nombre de este tipo de proceso.

Se dice que la reducción es una semirreacción ya que, para que ocurra, es decir, para que una especie química pueda aceptar uno o más electrones, estos electrones deben provenir de alguna otra especie química que los está perdiendo, ya que los electrones no se encuentran en forma libre en la naturaleza.

En otras palabras, la reducción no puede suceder como un proceso aislado, sino que forma parte (de hecho, corresponde a la mitad) de un proceso de intercambio de electrones denominado oxido reducción.

La contraparte del proceso de reducción es la oxidación, proceso en el cual una especie pierde electrones y aumenta su estado de oxidación.

Partes de la reducción

Los procesos de reducción se representan, como cualquier proceso químico, por medio de una ecuación química. Como toda ecuación química, esta involucra uno o más reactivos que se sitúan a la izquierda de la ecuación, uno o más productos que ubican a la derecha, y la flecha de reacción que se coloca en el centro, separando los reactivos y los productos.

El agente oxidante

En toda reacción de óxido reducción, siempre hay una especie química que se oxida y otra que se reduce. La especie que se reduce es la que participa en la semirreacción de reducción. Como esta especie se reduce (es decir, capta electrones) a costa de la especie que se oxida, el proceso se puede ver como que la especie que se reduce está oxidando a la especie que se oxida. Por esta razón, a la primera se le denomina agente oxidante.

La especie reducida

En función a lo dicho anteriormente, el agente oxidante es la sustancia química que reduce. Al reducirse, se transforma en una especie nueva con un menor estado de oxidación que aparece entre los productos de la semirreacción. A este producto se le denomina especie reducida.

Los electrones

Además de los reactivos y productos de la semirreacción de reducción, es decir, el agente oxidante y la especie reducida respectivamente, la ecuación química de esta semirreacción también incluye los electrones que capta dicho agente oxidante. Estos electrones deben aparecer entre los reactivos ya que el proceso de reducción implica el consumo de electrones por parte del agente oxidante.

Ejemplos de semirreacciones de reducción y sus partes

Ejemplo 1: Reducción de cloro a cloruro

Tomemos como ejemplo la siguiente semirreacción de reducción:

Ejemplo de reducción química

En esta semirreacción, una molécula de cloro elemental en estado gaseoso capta dos electrones y se transforma en dos iones cloruro. AL encontrarse en estado elemental, el cloro originalmente posee un estado de oxidación de cero. Sin embargo, cada uno de los átomos de cloro que forman la molécula de Cl2 capta un electrón para convertirse en un ion cloruro en el que el cloro posee un estado de oxidación de -1.

En pocas palabras, el estado de oxidación del cloro pasó de 0 a -1, por lo que se redujo en una unidad. En consecuencia, se trata de un proceso de reducción. En este ejemplo, la especie que se está reduciendo es la molécula de cloro gaseoso, por lo que esta corresponde al agente oxidante.

Por otro lado, la especie química que posee a los átomos reducidos es, en este caso, el ion cloruro, por lo que este ion es la especie reducida.

Ejemplo 2: Reducción de nitrato a nitrito

El ejemplo anterior es muy sencillo de analizar ya que solo involucra dos especies y un solo tipo de átomos. Veamos ahora otro ejemplo un poco más complejo:

Ejemplo de reducción química

En este caso, hay dos candidatos para agente oxidante y dos candidatos para especie reducida. ¿Cómo hacemos para identificar cuál es cuál? La manera más directa es analizando el estado de oxidación de cada átomo en cada especie. Estos se presentan a continuación:

Estados de oxidación en un proceso de reducción

Como se puede observar, en esta semirreacción, el único átomo que cuyo estado de oxidación está cambiando es el nitrógeno en el ion nitrato (NO3) que pasa de +5 a +3 en el ion nitrito. Podríamos vernos tentados a decir, entonces, que el nitrógeno es el agente oxidante, pero se debe tener en cuenta que los agentes oxidantes deben ser especies químicas completas, no partes de ellas. Por esta razón, el agente oxidante en este caso es el ion nitrato y la especie reducida es el ion nitrito.

Nótese que los procesos de reducción se pueden identificar fácilmente analizando el cambio en el estado de oxidación de los átomos presentes. Sin embargo, una manera mucho más sencilla de reconocerlos es al notar que los electrones involucrados aparecen entre los reactivos, es decir, del lado izquierdo de la flecha de reacción.

Referencias

BBC. (s. f.). Redox reactions – Metals – National 5 Chemistry Revision. Recuperado de https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zx2bh39/revision/5

El equilibrio de las reacciones de oxidación-reducción. (2020, October 30). Recuperado de https://espanol.libretexts.org/@go/page/1930

Olson, M. V. (2021, April 20). oxidation-reduction reaction. Recuperado de Encyclopedia Britannica https://www.britannica.com/science/oxidation-reduction-reaction

Oxidation-Reduction Reactions. (2021, April 1). Recuperado de https://chem.libretexts.org/@go/page/279

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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