La proporción o simporción es una reacción química en la que dos reactivos que contienen el mismo elemento pero con diferentes números de oxidación forman un compuesto que tiene un número de oxidación intermedio. Es lo opuesto a la desproporción . [1]
En electroquímica , la tendencia de dos especies redox a desproporcionarse o a ser proporcionales se puede determinar examinando su diagrama de Frost . Es una representación gráfica de nE ° = −Δ G °/ F en función del número de oxidación de las diferentes especies redox de un elemento dado.
La energía libre de Gibbs Δ G ° está relacionada con el potencial de reducción E ° por la fórmula: Δ G ° = − nFE ° o nE ° = −Δ G °/ F , donde n es el número de electrones transferidos y F es la constante de Faraday ( F = 96.485 J/(V·mol) = 96.485 Coulomb ). [1]
Si el valor de nE ° = −Δ G °/ F para una especie es menor que la línea que une dos especies adyacentes, o más generalmente, vecinas, que tienen por tanto un número de oxidación más bajo y uno más alto, entonces esta especie es más estable que sus vecinas, y las dos especies circundantes experimentarán una proporción para minimizar la energía libre de Gibbs del sistema. Ejemplo: una mezcla de Mn(III) y Mn(VI) se proporcionará proporcionalmente hacia Mn(IV) como se ilustra en el diagrama de Frost para el manganeso . Las especies vecinas no adyacentes de Mn que obedecen la misma regla general también reaccionarán juntas como, por ejemplo, Mn 2+ y MnO−4 para formar MnO 2 . Por lo tanto, los Mn(II) y Mn(VII) más distantes también pueden reaccionar juntos para formar Mn(IV). Las especies redox que reaccionan no tienen que ser necesariamente adyacentes en un diagrama de Frost.
La reacción de comproporción no puede ocurrir fácilmente en sólidos en los que las especies potencialmente reactivas son inmóviles y por lo tanto no pueden reaccionar juntas, o la reacción será extremadamente lenta y también requerirá una temperatura alta cercana al punto de fusión del sólido para hacer que las especies reactivas sean más móviles. Sin embargo, si estas especies son solubles y, por lo tanto, altamente móviles en una solución acuosa , se encontrarán, reaccionarán y experimentarán una comproporción mucho más fácilmente. En el caso de sistemas heterogéneos que involucran una solución y una o más fases sólidas, como en una batería de plomo-ácido , una reacción de comproporción es posible gracias a los iones Pb 2+ disueltos móviles liberados en la solución en la superficie de los electrodos sólidos de la batería ( Pb y PbO 2 ). En la fase gaseosa, la reacción de comproporción es mucho más rápida debido a la movilidad mucho mayor de las especies reaccionantes como se ilustra, por ejemplo, en la reacción de Claus donde H 2 S y SO 2 reaccionan juntos para formar azufre elemental . Varias reacciones de comproporción clásicas se detallan en la serie de ejemplos que se encuentra a continuación.