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Las reacciones de óxido – reducción o REDOX son aquellas donde está involucrado un cambio en el número de electrones asociado a un átomo determinado, cuando este átomo o el compuesto del cual forma parte se transforma desde un estado inicial a otro final.

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Las reacciones de óxido - reducción o REDOX son aquellas donde está involucrado un cambio en el número de electrones asociado a un átomo determinado, cuando este átomo o el compuesto del cual forma parte se transforma desde un estado inicial a otro final.

La gran mayoría de las reacciones redox ocurren con liberación de energía. Por ejemplo: la combustión de compuestos orgánicos que proporciona energía calórica, las reacciones que se realizan en una pila o batería, donde la energía química es transformada en energía eléctrica, y las reacciones más importantes, desde el punto de vista de nuestro curso, que ocurren a nivel del metabolismo de un ser viviente. Como los alimentos son substancias reducidas, el organismo las oxidada controladamente, liberando energía en forma gradual y de acuerdo a sus requerimientos. Esta energía es transformada en energía química en forma de ATP, la cual es utilizada para todos los procesos endergónicos que ocurren en los organismos.

Los términos "oxidación" y "reducción" provienen de reacciones que se han conocido durante siglos. Las antiguas civilizaciones aprendieron cómo transformar los óxidos y sulfuros metálicos en el metal, es decir, cómo reducir el mineral a metal. Un ejemplo es la reducción del óxido de hierro (III) con monóxido de carbono para obtener hierro metálico.

El Fe ₂O 3 pierde oxigeno y se reduce, y el CO es el agente reductor gana oxigeno y se oxida. En esta reacción el monóxido de carbono es el agente que lleva a cabo la reducción del mineral de hierro para obtener el hierro metálico, de modo que el monóxido de carbono se le denomina el agente reductor.

Cuando FeLas reacciones redox o de óxido-reducción son aquellas donde hay movimiento de ₂O 3 se reduce con monóxido de carbono, se retira oxígeno del mineral hierro y se agrega al monóxido de carbono, el cual se oxida por la adición del oxígeno para dar dióxido de carbono. Cualquier proceso en el cual se agrega oxígeno a otra sustancia es una oxidación. electrones desde una sustancia que cede electrones (reductor) a una sustancia que capta electrones (oxidante).

La sustancia que cede electrones, se oxida.

La sustancia que gana electrones, se reduce.

Puede sonar raro que la sustancia que se oxida pierda electrones y la sustancia que se reduce gane electrones, porque uno se pregunta, ¿cómo se puede reducir una sustancia que está ganando algo? Precisamente porque lo que está ganando son electrones, que tienen carga negativa.

Uno en la vida puede ganar muchas cosas positivas, pero también puede ganarse problemas, que son cosas negativas. Por suerte, ganar o perder electrones no es problema para ninguna sustancias, pero puede serlo para ti si no sabes cómo responder una pregunta de oxidación reducción.

La sustancia que se oxida al reaccionar, reduce a la otra sustancia con la cual está reaccionando, porque le está regalando electrones: decimos que es un reductor.

La sustancia que se reduce al reaccionar, oxida a la otra sustancia con la cual está reaccionando, porque le está quitando electrones: decimos que es un oxidante.

Cede electrones = se oxida = es reductor.
Gana electrones = se reduce = es un oxidante.

Agente oxidante: es toda sustancia, molécula o ión capaz de captar electrones, por lo tanto se reduce.

Agente reductor: es toda sustancia, molécula o ión capaz de ceder electrones, por lo tanto se oxida.

: Es el proceso mediante el cual un determinado elemento químico cede electrones, lo que se traduce en un aumento de su índice de oxidación.

: Es el proceso mediante el cual un determinado elemento químico capta electrones, lo que se traduce en una disminución de su índice de oxidación.

Nuestro cuerpo esta compuesto por moléculas, o agrupaciones de átomos, cuyos electrones están habitualmente emparejados. Este emparejamiento da estabilidad electroquímica a la molécula.

Si por algún motivo un electrón de un átomo o una molécula queda libre, su inestabilidad le llevará a buscar otro para completar el par. Esto es un radical libre (RL) , extremadamente inestable y, por tanto, con gran poder reactivo. Dado que los electrones no circulan solos por ahí, lo robará de otra molécula, que a su vez se quedará con un electrón desapareado, convirtiéndose así en otro radical libre, que a su vez tratará de emparejar su electrón. Y así sucesivamente. Si esto no se para, se desencadena un proceso que puede acabar por lesionar las células.

En las últimas décadas han surgido diversas teorías que intentan explicar el proceso de envejecimiento, entre ellas una de las que tiene más adeptos es la de los radicales libres. Esta teoría propone que, debido a la alteración de los mecanismos antioxidantes, se generan y acumulan los radicales libres y se produce un estrés oxidativo que daña estructuras celulares, lo cual conduce a la muerte celular.

FIG 1. CELULA AFECTADA POR RADICALES LIBRES

En todos los cambios arriba mencionados subyace la formación excesiva de radicales libres, mismos que ocasionan la destrucción de las macromoléculas de la célula (ácidos nucléicos, lípidos, carbohidratos y proteínas), induciendo una disminución en la resistencia al ambiente y un incremento en la fragilidad celular.

Los radicales libres son resultado de los procesos fisiológicos propios del organismo, como el metabolismo de los alimentos, la respiración y el ejercicio, o bien son generados por factores ambientales como la contaminación industrial, el tabaco, la radiación, los medicamentos, los aditivos químicos en alimentos procesados y los pesticidas. moléculas extremadamente reactivas, debido a que en el orbital más externo de su estructura tienen uno o más electrones sin aparear. Esta inestabilidad les confiere una avidez física por la captura de un electrón de cualquier otra molécula de su entorno, ocasionando que la estructura afectada quede inestable. De esta forma pueden establecer reacciones en cadena por medio de varios transportadores que se oxidan y se reducen secuencialmente, cuando un radical libre inicial modifica una biomolécula después de transferir o capturar un electrón. El daño es transmitido por medio de los transportadores, que incluso pueden ser moléculas circulantes.

FIG 2. FUENTES DE RADICALES LIBRES

Con base en esta definición, son radicales libres la molécula de oxígeno, el átomo de hidrógeno y los metales de transición (en estado iónico). La enorme reactividad de los radicales de oxígeno los lleva a interactuar ávidamente con otras moléculas.

Los radicales libres se forman por fuentes exógenas o endógenas. Un ejemplo de las segundas se observa en los sistemas biológicos, los cuales necesitan el oxígeno para su metabolismo energético.

Aproximadamente 80% del adenosín trifosfato (ATP) que utilizamos se forma en las mitocondrias, donde se consume entre 85 y 90% del oxígeno. En ellas, el oxígeno molecular disuelto entra a la cadena respiratoria para reducirse a agua, proceso en el que son generados en forma sucesiva, el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno y el radical hidroxilo, especies de radicales derivadas del oxígeno.

Las estructuras subcelulares de generación de radicales libres incluyen principalmente las mitocondrias, los lisosomas, los peroxisomas, así como la membrana nuclear, la citoplásmica y la del retículo endoplásmico.

Los radicales libres juegan un papel fisiológico clave en la homeostasis, como es el caso del óxido nítrico sintetizado por la enzima óxido nítrico sintasa.

El óxido nítrico participa en la relajación muscular, el control del tono vascular y varias otras funciones que dependen de la guanosina monofosfato cíclico

(GMPc). El superóxido (O2¯ ) formado por la oxidasa NAD(P)H controla la producción de eritropoyetina, participa en el control de la ventilación, en la relajación del músculo liso y en la transducción de señales de varios receptores membranales que activan funciones inmunes.

En general, los radicales derivados de especies reactivas de oxígeno intervienen en la respuesta del estrés oxidativo (el bombardeo persistente de moléculas por radicales de oxígeno reactivo) y mantienen la homeostasis redox.

Los radicales libres son generados y utilizados por células como los neutrófilos, los monocitos, los macrófagos, los eosinofilos y los fibroblastos para eliminar organismos extraños como bacterias y virus. Pero el incremento de estos radicales conduce a un deterioro celular que se refleja de manera muy pronunciada durante la vejez, etapa en que se presentan varias enfermedades asociadas al daño oxidativo (destrucción molecular producida por radicales libres derivados del oxígeno).

Una vez formados los radicales libres por el metabolismo celular, éstos son capaces de reaccionar rápidamente con la molécula vecina. Los lípidos representan el grupo más susceptible debido a la presencia de dobles enlaces en sus ácidos grasos.

Una molécula reactiva, como es el hidroxilo (*OH), ataca un ácido graso, constituyente de triacilgliceroles o fosfoacilgliceroles.

La interacción del radical libre va dirigida al carbono adyacente, a un doble enlace, ocasionando un rompimiento homolítico al sustraer un hidrógeno que forma agua al unirse al radical, mientras que el ácido graso presenta un radical libre (electrón) en el carbono afectado por el hidroxilo. Una vez que a un fosfolípido se le arrebata un electrón, éste busca estabilizar su estructura química y toma el electrón de la molécula próxima, generándose así una reacción en cadena.

Los productos de la lipoperoxidación son aldehídos, cetonas, esteres, alcoholes. Este proceso repetitivo conduce a la membrana a perder sus propiedades fisicoquímicas y culmina con la muerte de la célula.

La lipoperoxidación se asocia con la etiología de diversos padecimientos como son el engrosamiento y rigidez de los vasos sanguíneos (arteroesclerosis), que reduce el adecuado suministro de sangre, la inflamación de las articulaciones (artritis reumatoide), la inflamación y el exceso de mucosidad en los pulmones (enfisema pulmonar), el crecimiento celular maligno e incontrolable (cáncer) y el proceso de envejecimiento celular.

Todas las cadenas laterales de los aminoácidos que forman parte de las proteínas son susceptibles de ser atacadas por el radical hidroxilo, aunque algunas son más vulnerables que otras como es el caso de las cadenas laterales de la tirosina, la fenilalanina, el triptofano, la histidina, la metionina

y la cisteína. En consecuencia, la exposición de proteínas a sistemas generadores de radicales libres conduce a modificaciones en la estructura terciaria, que puede acompañarse de una fragmentación química, un incremento en la susceptibilidad al ataque proteolítico y a la pérdida de la función biológica.

Uno de los radicales más reactivos a la estructura de proteínas es el óxido nítrico (NO). Además, se ha sugerido que las proteínas pueden actuar como "atrapadoras" de la energía química liberada por los radicales libres, y transferirla a otra molécula.

Otro mecanismo que da lugar a cambios estructurales en las proteínas inducidos por radicales libres es la reacción conocida como auto-oxidación de hexosas, que presentan la fructuosa y glucosa; ésta puede ser potencialmente importante en las complicaciones relacionadas con pacientes diabéticos (incremento "anormal" en la glucosa plasmática).

FIG 3. DAÑO A PROREINAS Y LIPIDOS
OXIDACIÓN DE CARBOHIDRATOS
La oxidación de carbohidratos puede dar lugar a la formación de moléculas capaces de reaccionar con los grupos carbonilo de las proteínas. Los monosacáridos de la glucosa, una vez oxidados por los radicales libres producidos por metales de transición, pueden combinarse con los grupos carbonilo de las proteínas.
OXIDACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS Y NUCLEÓTIDOS
La importancia biológica de los ácidos nucléicos nos obliga a considerar como un efecto de gran repercusión el que se presenten modificaciones o delecciones de las bases de la molécula del ADN causadas por la presencia de radicales libres. A semejanza de las proteínas, parece existir una muy baja posibilidad del establecimiento de reacciones en cadena; sin embargo, el daño puede ser más significativo, aunque sea muy limitado en extensión y localización. La interacción de radicales libres con el ADN causa cambios conformacionales, alteración de bases y ruptura de una o de la doble cadena y pérdida de nucleótidos, eludiendo el sistema de reparación al presentar una mutación antes de la replicación.

Esto conduce a la producción de genes mutados y, por ende, de proteínas disfuncionales. Las modificaciones de las bases se deben, en gran parte, a los metales de transición, fundamentalmente al ión ferroso (Fe2+), que se encuentra unido al ADN y que, en presencia del peróxido de hidrógeno

(H2O2), genera el hidroxilo (OH-) que modifica las bases del mismo. El hidroxilo puede atacar tanto purinas como pirimidinas, además de generar rupturas en las cadenas de ADN.

Lo más sorprendente del envejecimiento es que,

tras el milagro de la morfogénesis, esto es la creación

de un organismo a partir de una masa de células,

el cuerpo es incapaz de mantenerse tal y como se formó.

FIG.4 MEMBRANA AFECTADA POR ENVEJECIMIENTO

El estrés oxidativo se produce cuando la exposición a los RL es mayor que lo que nuestras enzimas antioxidantes son capaces de neutralizar, y a la vez el consumo de antioxidantes en la alimentación es insuficiente para compensar ese desequilibrio. Esta situación, mantenida en el tiempo, puede acelerar el envejecimiento y crear un terreno propicio al desarrollo de enfermedades degenerativas.

Además de los RL de producción interna, están los externos: productos químicos presentes en el aire, el agua y los alimentos, humos, exposición a los rayos ultravioleta, etc. Actualmente, la exposición de los humanos a los RL es mayor que nunca, debido al mayor grado de contaminación. Por eso es tan importante contar con fuentes externas de antioxidantes, que nos ayuden a conseguir ese equilibrio.

Un RL puede afectar cualquier tejido. Las membranas celulares tienen en su composición ácidos grasos poliinsaturados (omega-6, omega-3). Estos son los que dan a las células su flexibilidad. Pero estas grasas son muy inestables y tienen una mayor propensión a oxidarse que las monoinsaturadas (aceite de oliva) o las saturadas. Son, por tanto, muy sensibles a la acción de los RL. Además de las membranas de las celulas, pueden afectarse partes del citoplasma, o incluso el ADN. Cuando afecta al ADN, aumentan las posibilidades de errores genéticos cuando la célula se reproduce, incrementándose el riesgo de cáncer.

Los RL atacan diversos tejidos: capilares, terminaciones nerviosas, compuestos de colágeno y elastina, lípidos sanguíneos (LDL), etc. En suma, los efectos son generales. Órganos especialmente sensibles son:

El cerebro, ya que su estructura incluye una cantidad importante de A.G poliinsaturados de cadena larga. En enfermedades como el Alzheimer y la demencia senil se produce un deterioro acelerado de la estructura cerebral. Merece la pena proteger el cerebro en lo posible.

Sistema cardiovascular. La formación de una placa de ateroma suele iniciarse con una lesión en la arteria. Una de las vías en que se produce esta lesión es mediante la oxidación del colesterol LDL (colesterol malo). Los RL también afectan los capilares.

Articulaciones. Las lesionesen la elastina y el colágeno favorecen los procesos de desgaste de las articulaciones (artrosis).

Piel. Cuando se afecta el colágeno, se acelera el envejecimiento de la piel.

La retina está compuesta por una gran cantidad de ácidos grasos omega-3, lo que la hace muy sensible a la carga oxidante.

Es una sustancia capaz de neutralizar la acción de un radical libre, sin por ello resultar oxidada ni perder su estabilidad. Muchos alimentos vegetales los contienen en gran cantidad. Son las mismas sustancias que les protegen de ser fácilmente oxidados por la acción del aire y el sol.

Previenen la formación de nuevos radicales libres, convirtiéndolos en moléculas menos perjudiciales antes de que puedan reaccionar o evitando la formación de radicales libres a partir de otras moléculas.

* La enzima glutatión peroxidasa (GPx), que convierte el peróxido de hidrógeno (H2O2) y los peróxidos lipídicos en moléculas inofensivas antes de que formen radicales libres.

* El glutatión reductasa.

* El glutatión S transferasa.

* Las proteínas que se unen a metales (ferritina, transferrina) y limitan la disponibilidad de hierro necesario para formar el radical OH*

Capturan los radicales libres evitando la reacción en cadena.

* La vitamina E o alfa-tocoferol.

* La vitamina C o ácido ascórbico.

* El ácido úrico.

FIG. 5 ANTIOXIDANTE NEUTRALIZANDO RADICALES LIBRES

Reparan las biomoléculas dañadas por los radicales libres.

* Las enzimas reparadoras de ADN (endonucleasas, exonucleasas). Las metionina sulfóxido reductasa.

FIG. 6 TABLA DE POTENCIALES REDOX
Una reacción de oxidación-reducción (redox ), es aquella en la cual ocurre una transferencia de electrones.)
Para que se produzca una corriente eléctrica es necesario que se establezca una diferencia de potencial entre los dos electrodos de una pila galvánica. A cada uno de los pares redox conformados a partir de las correspondientes reacciones de oxidorreducción, se le asigna un determinado potencial, el potencial redox, a partir del cual puede obtenerse una medida de la fuerza oxidante o reductora de una sustancia. No es posible, sin embargo, efectuar medidas aisladas de los potenciales de los pares. Dado que solamente pueden medirse diferencias de potencial, debe determinarse de forma arbitraria el punto cero de la escala de potenciales. Para ello se considera el denominado electrodo normal de hidrógeno, que responde a la siguiente definición: El electrodo o semielemento normal de hidrógeno esta formado por una disolución de HCI 1 M, con H+ 1 M, a través de la cual pasa una corriente de hidrogeno gaseoso y en la que se halla sumergido un electrodo de platino. En este sistema redox se establece el par:

Según el sistema de representación de las pilas galvánicas, el electrodo normal de hidrogeno será:

A este electrodo se le da un valor arbitrario de cero voltios. La medida del potencial o fuerza electromotriz de un par redox cualquiera frente al electrodo normal de hidrogeno permite establecer una escala relativa de potenciales.

El desarrollo de las reacciones de oxidación y reducción se ha establecido por convención que los electrodos negativos son aquellos en que los que se produce un desprendimiento de electrones, es decir, una oxidación. Así pues, el potencial de los pares en el que el reductor sea mas fuerte que el hidrogeno tomara signo negativo y el de aquellos pares cuyos oxidantes sean mas fuertes que el ion H+ , será de signo positivo. Para poder establecer comparaciones entre los diversos pares se define el potencial de un elemento en una disolución 1M de sus iones, al que se denomina potencia normal E°.

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Las reacciones de óxido - reducción o REDOX son aquellas donde está involucrado un cambio en el número de electrones asociado a un átomo determinado, cuando este átomo o el compuesto del cual forma parte se transforma desde un estado inicial a otro final. La gran mayoría de las reacciones redox ocurren con liberación de energía.

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Bueno en la química el concepto de reducción es cuando hay perdida de moléculas de oxigeno y ganancia de  iones de electrones

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La palabra reducción es aplicada para definir la acción, ejecución y efecto de reducir, el cual refiere a la disminución de algo que anteriormente era de gran medida, por ejemplo: "reducción de colas en el banco", "reducción del valor de impuestos", "reducción del costo en el pasaje popular", "reducción de la cantidad de comida cuando se está en dieta", etc. Todo lo que implique disminuir la medida de un factor que se encuentra presente en el día a día de cada individuo, debido a que su conceptualización es sumamente grande esta terminología puede ser aplicado en diferentes situaciones que tenga la persona diariamente con gran frecuencia; este término también aplica para describir la acción de llevar un objeto evolucionado a su estado original.

En el mundo de la química el concepto de reducción es aplicado para referirse a la pérdida de moléculas de oxígeno y ganancia de iones de electrones en un compuesto químico determinado, esto se le menciona entonces como el proceso inverso de la oxidación. Mientras que en el campo gastronómico se refleja como reducción a la contribución del fuego lento para ganar espesura en una receta que se encuentre en preparación, en otras palabras la reducción es la perdida agua con un aumento del volumen gradual que sufre una sustancia producto de la combinación de muchos sabores, esto se emplea mucho para la cocina de caldos nutritivos, sopas, guisos de cualquier tipo de carnes, entre otros.

También en el área de la matemática es aplicado este término, se emplea para definir la operación donde se refleja la disminución del valor en una variable, esto se conoce también como " sustracción ", cabe destacar que este es el procedimiento antónimo o contrario de la suma.

En el campo de la salud se emplea la conceptualización de reducción más que todo en la cirugía estética; este término define el procedimiento donde el médico especializado en dicha área realiza una intervención quirúrgica para sustraer grasa o cualquier tejido demás que posea el paciente, esta intervención también es empleada para el crecimiento anormal del tejido óseo en una región del cuerpo en específico, donde la utilización de un yeso no es necesario.

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¿Qué es Reducción? " Su Definición y Significado [2021]

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La palabra reducción es aplicada para definir la acción, ejecución y efecto de reducir, el cual refiere a la disminución de algo que anteriormente era de gran medida, por ejemplo: "reducción de colas en el banco", "reducción del valor de impuestos", "reducción del costo en el pasaje popular", "reducción de la cantidad de comida cuando se está en dieta", etc.

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La oxidación es cuando el oxigeno se junta con otras sustancias.

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Te explicamos qué es la oxidación y cómo se produce. Además, los tipos de oxidación, número de oxidación y reducción.

Se denomina comúnmente oxidación a las reacciones químicas en las que el oxígeno se junta con otras sustancias, formando moléculas llamadas óxidos. Esto es particularmente frecuente en el mundo de los metales, aunque para nada exclusivo de ellos, y en términos químicos se entiende como la pérdida de electrones de un átomo, aumentando su carga positiva.

Como el oxígeno es un elemento que usualmente acepta dichos electrones sobrantes, "bautizó" coloquialmente a este tipo de reacciones, que en lenguaje especializado se llaman reducción-oxidación, óxido-reducción o simplemente redox.

Tomemos en cuenta que el nombre oxígeno proviene del griego oxys, "ácido"; y genos, "productor": es decir, que el oxígeno se llama así porque corroe los metales, tal y como lo hace el ácido.

Claro está, la mayoría de los casos de oxidación involucran al oxígeno, pero también puede darse en ausencia de éste. Y de manera semejante, la oxidación y la reducción siempre se dan juntas y en simultáneo.

En ellos participan siempre dos elementos que intercambian electrones:

El agente oxidante. El elemento químico que capta los electrones transferidos, es decir, que los recibe y aumenta su carga negativa. A eso se le denomina como tener un estado de oxidación inferior, o en otras palabras, ser reducido.

El agente reductor. El elemento químico que cede o pierde los electrones transferidos, aumentando su carga positiva. A esto se le llama tener un estado de oxidación mayor, o en otras palabras, ser oxidado.

Entonces: el agente oxidante es reducido por el agente reductor, a la par que el agente reductor es oxidado por el agente oxidante. De este modo tenemos que oxidarse es perder electrones, mientras que reducirse es ganar electrones.

Estos procesos son comunes y cotidianos, de hecho son indispensables para la vida: los seres vivientes obtenemos energía química gracias a reacciones semejantes, como la oxidación de glucosa (glucólisis).

Existen dos tipos conocidos de oxidación:

Oxidación lenta. Aquella que se produce por causa del oxígeno contenido en el aire o en el agua, esa que hace que los metales pierdan su brillo y sufran corrosión al estar expuestos demasiado tiempo al ambiente.

Oxidación rápida. Aquella que ocurre en reacciones químicas violentas como la combustión, generalmente exotérmicas (liberan energía en forma de calor), y se produce fundamentalmente en elementos orgánicos (con contenido de carbono e hidrógeno).

Los elementos químicos poseen un número de oxidación, que representa el número de electrones que dicho elemento pone en juego a la hora de asociarse con otros para formar un compuesto determinado.

Este número es siempre entero, generalmente escrito en romanos, y se representa positivo o negativo, dependiendo de si el elemento en cuestión pierde o gana electrones durante la reacción, respectivamente.

Por ejemplo: un elemento con número de oxidación +I tiende a perder un electrón al reaccionar con otros, mientras que uno con número -I tiende a ganar un electrón cuando reacciona con otros para formar un compuesto. Estos números de oxidación pueden ser tan altos como electrones implicados en el proceso, y suelen depender en algunos casos de con qué elementos estén reaccionando.

La oxidación y la reducción son, como hemos dicho, procesos inversos y complementarios, que se dan siempre a la vez. En el primero se pierden electrones y en el segundo se ganan, variando así las cargas eléctricas de los elementos.

Estas reacciones son a menudo empleadas en procesos industriales y metalúrgicos, por ejemplo, para reducir minerales obteniendo elementos metálicos puros como el hierro o el aluminio; o en la combustión de materia orgánica, como en las plantas de generación eléctrica o incluso en los motores a reacción.

Última edición: 13 de febrero de 2020. Cómo citar: "Oxidación". Autor: María Estela Raffino. De: Argentina. Para: Concepto.de. Disponible en: https://concepto.de/oxidacion/. Consultado: 28 de abril de 2020.

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Te explicamos qué es la oxidación y cómo se produce. Además, los tipos de oxidación, número de oxidación y reducción. Se denomina comúnmente oxidación a las reacciones químicas en las que el oxígeno se junta con otras sustancias, formando moléculas llamadas óxidos.

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Combustión Redox

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La fotosíntesis implica la reducción del CO2 en azucares y la oxidación del H2O en oxigeno molecular (O2), mientras que en la respiración es lo inverso, la oxidación de azucares a CO2 y H2O.

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Una de las reacciones Redox más importantes son las reacciones de combustión. En ellas, una sustancia gana electrones, el oxígeno (agente oxidante), mientras que otra, el combustible (agente reductor) lo pierde. El oxígeno, que forma el 21 % de la atmósfera, es una sustancia muy reactiva.

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iNVESTIGA ¿CUÁL ES EL COMPUESTO DE LA MANZANA QUE SE OXIDA Y PORQUE?

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iNVESTIGA ¿CUÁL ES EL COMPUESTO DE LA MANZANA QUE SE OXIDA Y PORQUE?

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La oxidación es llevada a cabo por el oxígeno del aire que ejerce su acción sobre los fenoles. En esta reacción interviene como catalizador la enzima polifenol-oxidasa (PPO). El resultado de esta combinación es la transformación de los fenoles en quinonas.

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Muchas veces algunos productos al estar en contacto con el aire por un periodo más o menos prolongado, cambian color, asumiendo un color más intenso o más oscuro en el caso de los vegetales, sobre todo en las partes en donde ha sido cortado. El aspecto de las frutas oxidadas generalmente induce a pensar que el producto no es fresco y que su coloración más o menos intensa corresponde al estado de degradación del mismo. Esta creencia ha llevado a los productores a añadir conservantes.

La degradación a la que son sometidos estos productos es de tipo oxidativo. El oxígeno presente en la atmosfera y la humedad, presente en el aire o en el mismo producto, favorecidos por el calor y por la presencia de algún metal de transición o enzimas que funcionen como catalizadores constituyen un ambiente en el cual es difícil conservar productos que contengan moléculas oxidables.

¿Que moléculas son las que se oxidan?

En algunas frutas como la manzana (o la banana), si se daña su cascara en algún modo, ya sea por un golpe o por un corte, se vuelve de color marrón. Esto sucede porque se dañan las células dejando salir las enzimas que a contacto con sustratos hacen que ocurra la oxidación.

En el caso de la manzana, la oxidación es llevada a cabo por el oxígeno del aire que ejerce su acción sobre los fenoles. En esta reacción interviene como catalizador la enzima polifenol oxidasa (PPO). El resultado de esta combinación es la trasformación de los fenoles en quinonas. El mecanismo de oxidación de los fenoles a quinonas se explica mediante la cesión de dos electrones en pasos consecutivos.

Algunas quinonas de origen natural tienen propiedades bactericidas que protegen al vegetal del ataque de bacterias.

¿A qué se debe el cambio de color?

Los cambios estructurales a los que es sometida la molécula orgánica oxidada inciden en su capacidad de interactuar con la región visible del espectro electromagnético absorbiendo una determinada longitud de onda y dando como resultado una percepción cromática, complementaria a la radiación absorbida.

¿Cómo prevenir la oxidación?

Añadiendo jugo de limón o naranja, que contienen ácido cítrico. El ambiente acido es particularmente desfavorable para la acción de la enzima PPO.

Cubriendo con un plástico (por ejemplo una bolsa) se puede reducir la velocidad con que se oxida la manzana, ya que no está a contacto con el aire, sino que reacciona solo con el oxígeno que quede "atrapado" dentro al envoltorio.

Fuentes: uam.es

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Oxidación de frutas y verduras - iquimicas

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Indice de contenidos1 ¿Por qué la manzana después de cortada se pone marrón?2 ¿Que moléculas son las que se oxidan?3 ¿A qué se debe el cambio de color?4 ¿Cómo prevenir la oxidación? ¿Por qué la manzana después de cortada se pone marrón? Muchas veces algunos productos al estar en contacto con el aire por un periodo ...

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En toda reacción redox se producen cambios químicos en los que una sustancia pierde electrones (se oxida), actuando como reductor, y otra sustancia gana electrones (se reduce), actuando como oxidante. Un ejemplo cotidiano son las piezas de hierro expuestas al aire y la humedad. Pasado un tiempo vemos como se forma una capa de óxido de hierro y decimos que se ha oxidado.

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Un agente oxidante es una sustancia química que tiene la capacidad de sustraer electrones de otra sustancia (agente reductor) que los dona o pierde.

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Un agente oxidante es una sustancia química que tiene la capacidad de sustraer electrones de otra sustancia (agente reductor) que los dona o pierde. También se conoce como agente oxidante a aquel elemento o compuesto que traspasa átomos electronegativos a otra sustancia.

Cuando se estudian las reacciones químicas, deben tomarse en cuenta todas las sustancias que intervienen y los procesos que ocurren en estas. Entre las más importantes se tienen las reacciones de óxido-reducción, también llamadas redox, que involucran la transferencia o traspaso de electrones entre dos o más especies químicas.

En estas reacciones interactúan dos sustancias: el agente reductor y el agente oxidante. Algunos de los agentes oxidantes que se pueden observar más frecuentemente son oxígeno, hidrógeno, ozono, nitrato de potasio, perborato de sodio, peróxidos, halógenos y compuestos de permanganato, entre otros.

El oxígeno se considera el más común de los agentes oxidantes. Como ejemplo de estas reacciones orgánicas que involucran la transferencia de átomos destaca la combustión, que consiste en una reacción producida entre el oxígeno y algún otro material de carácter oxidable.

En la semirreacción de oxidación el agente oxidante es reducido debido a que, al recibir electrones del agente reductor, se induce una disminución en el valor de la carga o número de oxidación de uno de los átomos del agente oxidante.

Esto puede explicarse mediante la siguiente ecuación:

Se puede observar que el magnesio (Mg) reacciona con el oxígeno (O2), y que el oxígeno es el agente oxidante debido a que sustrae electrones del magnesio -es decir, se está reduciendo- y el magnesio se convierte, a su vez, en el agente reductor de esta reacción.

Del mismo modo, la reacción entre un agente oxidante fuerte y un agente reductor fuerte puede ser muy peligrosa porque estos pueden interactuar de manera violenta, así que deben ser almacenados en sitios separados.

¿Qué factores definen la fortaleza de un agente oxidante?

Estas especies se distinguen de acuerdo a su "fortaleza". Es decir, los más débiles son aquellos que tienen una menor capacidad de sustraer electrones de otras sustancias,.

En cambio, los más fuertes tienen mayor facilidad o capacidad para "arrancar" estos electrones. Para su diferenciación se consideran las siguientes propiedades:

Se conoce como la mitad de la distancia que separa los núcleos de dos átomos de elementos metálicos colindantes o "vecinos".

Los radios atómicos son determinados generalmente por la fuerza con la que son atraídos los electrones más superficiales al núcleo del átomo.

Por lo tanto, el radio atómico de un elemento decrece en la tabla periódica de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha. Esto implica que, por ejemplo, el litio tiene un radio atómico significativamente más grande que el flúor.

La electronegatividad se define como la habilidad que posee un átomo para captar hacia sí mismo electrones pertenecientes a un enlace químico. A medida que aumenta la electronegatividad, los elementos presentan una tendencia creciente para atraer los electrones.

En términos generales, la electronegatividad se incrementa de izquierda a derecha en la tabla periódica y disminuye mientras el carácter metálico crece, siendo el flúor el elemento más electronegativo.

Se dice que es la variación de la energía que se registra cuando un átomo recibe un electrón para generar un anión; es decir, es la habilidad de una sustancia para recibir uno o más electrones.

A medida que aumenta la afinidad electrónica se incrementa la capacidad oxidativa de una especie química.

Es la mínima cantidad de energía que se necesita para arrancar un electrón de un átomo o, dicho de otra manera, es una medida de la "fuerza" con la que un electrón está ligado a un átomo.

Mientras más grande sea el valor de esta energía, se dificulta más el desprendimiento de un electrón. Así, la energía de ionización se agranda de izquierda de derecha y se reduce de arriba hacia abajo en la tabla periódica. En este caso, los gases nobles presentan valores grandes de energías de ionización.

Tomando en cuenta estos parámetros de los elementos químicos, es posible determinar cuáles son las características que deben tener los mejores agentes oxidantes: alta electronegatividad, bajo radio atómico y alta energía de ionización.

Dicho esto, se considera que los mejores agentes oxidantes son las formas elementales de los átomos más electronegativos, y se observa que el agente oxidante más débil es el sodio metálico (Na+) y el más fuerte es la molécula de flúor elemental (F2), que es capaz de oxidar una gran cantidad de sustancias.

Ejemplos de reacciones con agentes oxidantes

En algunas reacciones de óxido-reducción es más fácil visualizar la transferencia de electrones que en las demás. A continuación se explicarán algunos de los ejemplos más representativos:

La reacción de descomposición del óxido de mercurio:

En esta reacción se distingue al mercurio (agente oxidante) como el receptor de los electrones del oxígeno (agente reductor), descomponiéndose en mercurio líquido y oxígeno gaseoso al calentarse.

Otra reacción que ejemplifica la oxidación es la del azufre quemándose en presencia de oxígeno para formar dióxido de azufre:

Aquí se puede observar que la molécula de oxígeno se oxida (agente reductor), mientras el azufre elemental se reduce (agente oxidante).

Finalmente, la reacción de combustión del propano (utilizado en el gas para calefacción y cocina):

En esta fórmula se puede observar la reducción del oxígeno (agente oxidante).

1. Reducing agent. Recuperado de en.wikipedia.org

2. Chang, R. (2007). Chemistry, Ninth edition (McGraw-Hill).

3. Malone, L. J., y Dolter, T. (2008). Basic Concepts of Chemistry. Recuperado de books.google.co.ve

4. Ebbing, D., y Gammon, S. D. (2010). General Chemistry, Enhanced Edition. Recuperado de books.google.co.ve

5. Kotz, J., Treichel, P., y Townsend, J. (2009). Chemistry and Chemical Reactivity, Enhanced Edition. Recuperado de books.google.co.ve

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Agente oxidante: qué es, los más fuertes, ejemplos - Lifeder

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Un agente oxidante es una sustancia química que tiene la capacidad de sustraer electrones de otra sustancia (agente reductor) que los dona o pierde. También se conoce como agente oxidante a aquel elemento o compuesto que traspasa átomos electronegativos a otra sustancia.

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INVESTIGA ¿PORQUE NO SE OXIDA  DONDE SE AGREGA LIMÓN?

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INVESTIGA ¿PORQUE NO SE OXIDA  DONDE SE AGREGA LIMÓN?

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Se debe a una enzima denominada polifenol-oxidasa (PPO) y un tipo de acido que cataliza la oxidación de diferentes moléculas en presencia de oxígeno.

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El oscurecimiento que experimentan las frutas y ciertos vegetales cuando se cortan se debe a una enzima denominada polifenol-oxidasa (PPO) que cataliza la oxidación de diferentes moléculas en presencia de oxígeno. El proceso se conoce como pardeamiento enzimático, se produce en frutas y hojas cortadas (manzanas, patatas, champiñones...) y se puede evitar añadiendo zumo de limón, que contiene ácido ascórbico o vitamina C, un compuesto antioxidante.

Otra opción para evitar el pardeamiento enzimático, usada a nivel industrial, es el corte y la preparación de estos alimentos en ausencia de oxígeno, procesando los alimentos en una atmósfera de nitrógeno o de dióxido de carbono.

En los seres humanos esta misma enzima es responsable de la formación de pigmentos del pelo y de la piel (melanina), y en los cefalópodos como el calamar produce el pigmento de la tinta.

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¿Por qué se añade limón a la manzana para evitar que se oscurezca?

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El pardeamiento de los vegetales se debe a enzimas denominadas polifenol-oxidasas (PPO) que catalizan la oxidación de diferentes compuestos de las frutas, hortalizas y verduras en presencia de oxígeno. El proceso se conoce como pardeamiento enzimático, y se produce en frutas y hojas cortadas (manzanas, patatas, champiñones...)

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Experimento

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Un agente reductor es una sustancia que cumple la función de reducir a un agente oxidante en una reacción de óxido-reducción. Los agentes reductores son donantes de electrones por naturaleza

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Un agente reductor es una sustancia que cumple la función de reducir a un agente oxidante en una reacción de óxido-reducción. Los agentes reductores son donantes de electrones por naturaleza, típicamente sustancias que se encuentran en sus niveles más bajos de oxidación y con una cantidad alta de electrones.

Existe una reacción química en la que los estados de oxidación de los átomos varían. Estas reacciones involucran un proceso de reducción y otro de oxidación complementario. En estas reacciones, uno o más electrones de una molécula, átomo o ión se transfieren a otra molécula, átomo o ión. Esto implica la producción de una reacción de óxido-reducción.

Durante el proceso de óxido-reducción, aquel elemento o compuesto que pierde (o dona) su electrón (o electrones) se hace llamar un agente reductor, contrastando con aquel agente oxidante que es el receptor de electrones. Se dice entonces que los agentes reductores reducen al agente oxidante, y que el agente oxidante oxida al agente reductor.

Los mejores o más fuertes agentes reductores son aquellos que poseen mayor radio atómico; es decir, que poseen una distancia más grande desde su núcleo hasta los electrones que rodean al mismo.

Los agentes reductores suelen ser metales o iones negativos. Entre los agentes reductores comunes se encuentran ácido ascórbico, azufre, hidrógeno, hierro, litio, magnesio, manganeso, potasio, sodio, vitamina C, zinc e incluso el extracto de zanahorias.

¿En qué consisten los agentes reductores?

Como ya se dijo, los agentes reductores se encargan de disminuir a un agente oxidante cuando se produce una reacción de óxido-reducción.

Una reacción sencilla y típica de la reacción de óxido-reducción es la de la respiración celular aeróbica:

En este caso, donde la glucosa (C ₆H ₁₂O ₆) está reaccionando con el oxígeno (O ₂), la glucosa está comportándose como el agente reductor para ceder electrones al oxígeno -es decir, está siendo oxidado- y el oxígeno se convierte en agente oxidante.

En la química orgánica se consideran los mejores agentes reductores aquellos reactivos que proporcionan hidrógeno (H ₂) a la reacción. En este campo de la química, la reacción de reducción se refiere a la adición de hidrógeno a una molécula, aunque la definición anterior (reacciones de óxido-reducción) también aplica.

Factores que determinan la fuerza de un agente reductor

Para que una sustancia sea considerada "fuerte" se espera que sean moléculas, átomos o iones que se desprendan más o menos fácilmente de sus electrones.

Para esto, existe una serie de factores que deben tomarse en cuenta para reconocer la fuerza que pueda tener un agente reductor: la electronegatividad, el radio atómico, la energía de ionización y el potencial de reducción.

La electronegatividad es la propiedad que describe la tendencia de un átomo de atraer un par de electrones unidos hacia él mismo. Mientras más alta la electronegatividad, mayor será la fuerza de atracción que ejerce el átomo sobre los electrones que lo rodean.

En la tabla periódica la electronegatividad se incrementa desde la izquierda hasta la derecha, por lo que los metales alcalinos son los elementos menos electronegativos.

Es la propiedad que mide la cantidad de los átomos. Se refiere a la distancia típica o promedio del centro de un núcleo atómico a la frontera de la nube electrónica que lo rodea.

Esta propiedad no es precisa -y además, se involucran varias fuerzas electromagnéticas en su definición- pero se sabe que este valor va disminuyendo de izquierda a derecha en la tabla periódica, y aumentando de arriba hacia abajo. Es por esto que los metales alcalinos, especialmente el cesio, se consideran de mayor radio atómico.

Esta propiedad se define como la energía requerida para remover el electrón menos unido de un átomo (el electrón de valencia) para formar un catión.

Se dice que mientras más cercano estén los electrones al núcleo del átomo que rodean, mayor será la energía de ionización del átomo.

La energía de ionización aumenta de izquierda de derecha y de abajo hacia arriba en la tabla periódica. De nuevo, los metales (especialmente los alcalinos) poseen menor energía de ionización.

Es la medida de la tendencia de una especie química a obtener electrones y, por lo tanto, a ser reducida. Cada especie posee un potencial de reducción intrínseco: mientras mayor sea el potencial, mayor será la afinidad de la misma con los electrones y también su capacidad de ser reducida.

Los agentes reductores son aquellas sustancias con menor potencial de reducción, por su poca afinidad con los electrones.

Con los factores anteriormente descritos se puede concluir que para encontrar un agente reductor "fuerte" se desea un átomo o molécula con baja electronegatividad, alto radio atómico y baja energía de ionización.

Como ya se ha mencionado, los metales alcalinos presentan estas características y son considerados los más fuertes agentes reductores.

Por otra parte, el litio (Li) es considerado el agente reductor más fuerte por poseer el menor potencial de reducción, mientras que la molécula LiAlH ₄ se considera como el más fuerte agente reductor de todos, por contener esta y las otras características deseadas.

Ejemplos de reacciones con agentes reductores

Existen muchos casos de óxido-reducción en la vida cotidiana. A continuación se detallarán algunos de los más representativos:

La reacción de combustión del octano (el componente principal de la gasolina):

Se puede observar cómo el octano (agente reductor) dona electrones al oxígeno (agente oxidante), formando dióxido de carbono y agua en grandes cantidades.

La hidrólisis de la glucosa es otro ejemplo útil de una reducción común:

En esta reacción las moléculas de NAD (un receptor de electrones y agente oxidante en esta reacción) toman electrones de la glucosa (agente reductor).

Por último, en la reacción del óxido férrico

El agente reductor es el aluminio, mientras que el agente oxidante es el hierro.

1. Wikipedia. (s.f.). Wikipedia. Obtenido de en.wikipedia.org

2. BBC. (s.f.). BBC.co.uk. Obtenido de bbc.co.uk

3. Pearson, D. (s.f.). Chemistry LibreTexts. Obtenido de chem.libretexts.org

4. Research, B. (s.f.). Bodner Research Web. Obtenido de chemed.chem.purdue.edu

5. Peter Atkins, L. J. (2012). Chemical Principles: The Quest for Insight.

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Agente reductor: qué es, los más fuertes, ejemplos - Lifeder

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Un agente reductor es una sustancia que cumple la función de reducir a un agente oxidante en una reacción de óxido-reducción. Los agentes reductores son donantes de electrones por naturaleza, típicamente sustancias que se encuentran en sus niveles más bajos de oxidación y con una cantidad alta de electrones.

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Video de explicación de agente reductor y agente oxidante

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Video de explicación de agente reductor y agente oxidante