9.3.- Concepto de Semirreacción

La oxidación y la reducción son dos conceptos que se producen siempre de forma simultáneamente, denominándose al proceso global de oxidación‑reducción o redox. Esto es debido a que los electrones perdidos en la oxidación son los ganados en la reducción. No obstante, en el laboratorio, se pueden separar ambos procesos aunque se sigan produciendo de forma simultánea en lo que se llama una pila electroquímica:

 

En un dispositivo como el de la figura, se comprueba experimentalmente que se establece una corriente de electrones del Zn al Cu.

El puente salino es un tubo en forma de "U" lleno de una disolución iónica, por ejemplo de KCl (o KNO3), taponado en sus extremos por una lana de vidrio o algodón y que tiene una doble función:

  • Cierra el circuito al permitir el paso de cationes y aniones de un recipiente a otro por difusión, concretamente los aniones al recipiente del ánodo (donde se verifica la oxidación) y a los cationes al recipiente del cátodo (donde tiene lugar la reducción).
     

  • El flujo de los iones de la disolución que contiene el puente salino, evitan la acumulación de carga. Por ejemplo, si la disolución es de cloruro potásico (K+ y Cl), al recipiente del ánodo irán los iones de Cl contrarrestando la acumulación de carga positiva por la presencia, cada vez mayor, de iones Zn+2, y en el recipiente del cátodo, los iones K+ compensando la desaparición de los iones Cu+2.

Lo que ocurre es lo siguiente:

Recipiente de la izquierda: oxidación Zn           Zn+2 + 2 e  
    Semirreacciones
Recipiente de la derecha: reducción Cu+2 + 2 e    Cu  

Reacción total:        

Zn  +  Cu+2   Zn+2 + Cu    

John Fréderíc Daniell, 1790-1845

 

el cinc del ánodo pierde 2 electrones cargándose positivamente (Zn+2) y pasando a la disolución de sulfato de cinc. Los electrones que pierde el Zn, pasan a través del hilo conductor del ánodo al cátodo (por eso el amperímetro marcará el paso de la corriente eléctrica); y, el cátodo al cargarse negativamente, atraerá hacia él a los iones de Cu+2 que al captar a los electrones se transformarán en cobre metálico que se depositará en el cátodo. El puente salino, como ya hemos indicado, impedirá que exista acumulación de carga del mismo signo en cualquiera de los dos recipientes, pasando carga en sentido inverso al de la pila electroquímica. Aquí te mostramos una fotografía real de una pila de este tipo llamada pila de Daniell, ya que fue ideada por primera vez por este químico británico en 1831:

 

Pila de Daniell

 

En realidad, estamos manipulando una reacción redox separándola en dos semirreacciones para tratar de comprenderla mejor. Asimismo, las semirreacciones sirven para comparar la fuerza de diversos agentes oxidantes y reductores. También las utilizaremos para ajustar reacciones redox como veremos a continuación.