¿Qué es un agente reductor?

Un agente reductor es un término en química que se refiere a un átomo que dona electrones en una reacción de oxidación-reducción. Se dice que el átomo que gana esos electrones se reduce. El átomo reducido se llama agente oxidante; toma electrones del átomo oxidado, que es otro nombre para el agente reductor.

Si un electrón deja un átomo, debe ir a otro lugar, por lo que los procesos de oxidación y reducción van de la mano. Juntos, forman una clase de reacciones llamadas reacciones de oxidación-reducción, también conocidas como reacciones redox. Estas reacciones generan un flujo de electrones, por lo que tienen potencial eléctrico.

Los científicos pueden aprovechar el potencial de las reacciones de oxidación-reducción para generar electricidad. Este es el concepto detrás de la batería de papa, un experimento científico común. El experimentador pone un plomo de zinc y un plomo de cobre en la papa. Los iones que flotan libremente en la patata facilitan el flujo de electrones entre los dos cables al evitar una acumulación de carga positiva alrededor de los cables que detendría la reacción. Los electrones fluyen del plomo que actúa como agente reductor al plomo que actúa como agente oxidante; En el proceso, los átomos del plomo reductor ingresan a la solución de la papa, mientras que los iones que rodean el plomo oxidante se convierten en metal en la superficie del plomo original.

Si un átomo es un agente oxidante en una reacción, sería un agente reductor si la reacción se invirtiera. Si un átomo actúa como un agente oxidante o un agente reductor depende de la dirección en la que la reacción es espontánea. Las reacciones ocurren espontáneamente si sus productos son relativamente más estables que sus reactivos. Los científicos pueden predecir la espontaneidad de las reacciones de oxidación-reducción en función de su potencial eléctrico.

Para evaluar una posible reacción de oxidación-reducción, los científicos primero dividen la reacción en medias reacciones, que representan la pérdida de electrones o reducción. En el caso de la papa, el zinc y el cobre pueden formar iones con una carga de positivo 2. Por lo tanto, las medias reacciones son Zn ⁺² + 2e ^- -> Zn y Cu ⁺² + 2e ^- -> Cu.

El siguiente paso es encontrar la dirección del flujo de electrones. El experimentador hace esto usando una tabla de potenciales de reducción estándar, que proporciona un potencial para cada media reacción. Si se invierte la dirección de la media reacción, su potencial tiene la misma magnitud, pero su signo cambia. El potencial para la media reacción del zinc es de -0.76 voltios, mientras que el del cobre es de 0.34 voltios.

Esto significa que el zinc es un agente reductor más fuerte que el cobre, por lo que en esta reacción el zinc actúa como agente reductor. La reacción general en la batería de papa es Zn + Cu ⁺² -> Zn ⁺² + Cu, que genera 1.10 voltios de electricidad en el cable que conecta los cables. Sin embargo, si el plomo de zinc fuera reemplazado por un plomo de plata, entonces el cobre sería el agente reductor, ya que la media reacción de la plata, Ag ⁺ + e ^- , tiene un potencial de reducción estándar de 0.80 voltios. La batería generaría 0,46 voltios.