QUMICA GENERAL

PROBLEMAS RESUELTOS

Dr. D. Pedro A. Cordero Guerrero

REACCIONES REDOX

REACCIONES DE OXIDACIN-REDUCCIN:
CONCEPTOS TERICOS BSICOS
Las reacciones de oxidacin-reduccin (reacciones redox) son aquellas en las cuales se produce un intercambio de electrones entre los reactivos. El oxidante es todo tomo, molcula o ion que gana o capta electrones en un proceso qumico, mientras que el reductor es todo tomo, molcula o ion que pierde o cede electrones en un proceso qumico. Estos conceptos de oxidante y reductor no son conceptos absolutos ya que cada tomo, molcula o ion se comportar como oxidante frente a aquellos otros que sean menos oxidantes que l, pero se comportar como reductor si se encuentra con otro que sea ms oxidante que l. Ajuste de las reacciones REDOX Los dos mtodos ms comunes son el mtodo del cambio de valencia, basado en considerar nicamente los elementos que ganan o pierden electrones, y el mtodo del ion electrn, basado en considerar que las reacciones se producen entre los iones presentes en la reaccin. Ambos se basan en el hecho que el nmero de electrones que ceden los agentes reductores debe ser igual al nmero de electrones que ganan los agentes oxidantes. Para el ajuste de reacciones por cualquiera de ellos se debe determinar en primer lugar el nmero de oxidacin de cada elemento para identificar cuales son los que cambian de valencia. Para ello, lo primero que se ha de tener en cuenta es el hecho que en cualquier compuesto neutro la suma total de los nmeros de oxidacin es siempre cero, mientras que en los iones, la suma debe ser igual a la carga del ion. Despus, debe seguirse el orden siguiente; a) Los elementos libres tienen valencia 0. b) Los metales alcalinos tienen siempre valencia 1+, y los alcalinotrreos 2+ c) El hidrgeno tiene siempre valencia 1+, excepto cuando forma compuestos binarios con un metal, que tiene valencia 1- (Hidruros) d) El oxigeno tiene siempre valencia 2-, excepto si frente a los anteriores le correspondiera otra, que es 1(Perxidos) e) Los elementos no metlicos que estn presentes en una sal tienen en ella la misma valencia que en el cido correspondiente. f) Los metales que forman parte de una sal han de tener una valencia tal que haga neutras las molculas en que se encuentran. (O, si se trata de un ion, igual a la carga de ste) Mtodo del cambio de valencia: Para ajustar una reaccin por este me todo se aplican tas siguientes reglas: 1) Se identifican los elementos que pierden electrones (Reductores) y los que los ganan (Oxidantes) 2) Se escriben las ecuaciones electrnicas correspondientes a esta perdida y ganancia de electrones, igualando previamente el n de tomos de cada elemento presente en las semirreacciones. 3) Se multiplican esas dos semirreacciones por unos coeficientes mnimos tales que nos igualen el n de electrones ganados al de electrones perdidos. 4) Los coeficientes as obtenidos se colocan en la reaccin primitiva, obteniendose luego los coeficientes de las dems sustancias, dejando siempre el del agua para el ltimo lugar. Mtodo del ion-electrn: Las reglas a seguir para el ajuste de reacciones por este mtodo son: 1) Se escriben las reacciones de disociacin de los cidos, bases y sales (Las dems sustancias: xidos o elementos libres no son electrolitos, por lo que no se disocian) 2) Se escribe la semirreaccin de reduccin del ion oxidante y la de oxidacin del ion reductor, igualando previamente el n de tomos de cada elemento presente en las semirreacciones. En ellas se iguala el n de oxgenos aadiendo agua al miembro donde haya defecto de ellos; posteriormente se igualan los hidrgenos aadiendo H+ donde se precisen. Finalmente se aaden los electrones necesarios en el miembro donde haya defecto de cargas negativas para que la reaccin quede igualada elctricamente. 3) Si la reaccin tiene lugar en medio bsico o neutro nos aparecern H+ en el segundo miembro y H2O en el primero. Para eliminarlos, se aaden a ambos miembros de la semirreaccin que corresponda tantos iones OH- como H+ haya en el segundo miembro. Estos iones OH- con los H+ formarn H2O la cual se simplifica con la existente en el primer miembro. (Esta correccin puede realizarse tambin una vez conseguida la reaccin inica global, pero sera menos correcto) 4) Se multiplican ambas semirreacciones por los coeficientes mnimos para que el n de electrones en ambas sea el mismo.

5) Se suman ambas semirreacciones, obteniendose la reaccin inica total. 6) Si en ella aparecen iones H+ o H20 en ambos miembros, se simplifican, dejndolos solamente en uno de ellos. CLCULOS ESTEQUIOMTRICOS EN LAS REACCIONES REDOX Si los clculos se realizan utilizando las relaciones entre los nmeros de moles de reactivos y/o productos que intervienen en la reaccin ajustada, no presentan diferencia alguna con los dems clculos de estequiometra. Si se quieren realizar los clculos teniendo en cuenta que todas las reacciones tienen lugar equivalente a equivalente hemos de calcular previamente el Peso equivalente o equivalente gramo de cada reactivo, teniendo en cuenta que ste es: , siendo la valencia: v = N de electrones intercambiados en el proceso, por lo que es necesario determinarlos antes para el proceso concreto que se trate, ya que sucede a veces que un mismo reactivo puede tener pesos equivalentes diferentes dependiendo del proceso en el cual acte PILAS GALVNICAS Son dispositivos que producen corriente elctrica a partir de un proceso qumico. Estn formadas por: SEMIPILAS (o Electrodos): Formadas por un conductor sumergido en una disolucin inica. Suele ser del mismo metal que los iones de la disolucin, o bien uno inerte (Pt, grafito...). Siempre ganar electrones (oxidante) aquel electrodo de mayor potencial en la serie electroqumica de potenciales de reduccin PUENTE SALINO Es un tubo que une ambas semipilas lleno de una sustancia porosa embebida de una disolucin de un electrolito, o bien un tabique poroso, para permitir el paso de iones de una semipila a otre y evitar que se polaricen NOTACIN DE LOS ELECTRODOS Y PILA: Normalmente se suelen representar los electrodos de reduccin, escribiendo en una fraccin como numerador la forma oxidada y como denominador la reducida: Para el proceso: Zn 2 + + 2 e - > Zn ser: Zn 2 + / Zn. Para el caso de las pilas, se escribe primero el nodo y despus el ctodo, separados por una doble barra. Para la pila: Zn + Cu 2 + > Zn 2 + + Cu ser: Zn/Zn 2 + // Cu 2 + /Cu, y en general, para cualquier pila: . Se considera positivo el potencial si los electrones van del electrodo de la izquierda (nodo) al de la derecha (ctodo). POTENCIAL NORMAL DE ELECTRODO: Es el potencial de una pila formada por ese electrodo sumergido en una disolucin 1M de sus iones y el electrodo normal de Hidrgeno ENERGA LIBRE ESTNDAR DE UNA PILA: ENERGA LIBRE DE UNA PILA EN OTRAS CONDICIONES:

POTENCIAL DE UNA PILA. ECUACIN DE NERNST: Donde: - n: N de electrones intercambiados en el proceso - F: Faraday = 96486 Culombios - R: Constante de los gases ideales = 8,314 J/mol.K - T: Temperatura absoluta a la cual tiene lugar el proceso - E: Potencial de la pila

POTENCIAL NORMAL DE UNA PILA: Es el potencial de una pila cuando las concentraciones de todas las especies son 1 M, con lo que Lg Kc = 0, y as: Para la pila Daniell es:

CONDICIONES DE EQUILIBRIO: ELECTRLISIS

=> E = 0 =>

Es el proceso qumico producido por la corriente elctrica sobre los iones. Se realiza por medio del suministro de energa elctrica una reaccin imposible de verificar termodinmicamente de forma espontnea. Al igual que cualquier otro tipo de reaccin, tiene lugar equivalente a equivalente, teniendo en cuenta que un equivalente de corriente elctrica es una carga igual a la de un mol de electrones. N equivalentes de corriente elctrica = N equivalentes de sustancia obtenida I: Intensidad de la corriente elctrica t: tiempo g: gramos depositados v : valencia (N electrones intercambiados en el proceso) Pm: Masa atmica o molecular de la sustancia liberada LEYES DE FARADAY: 1: La cantidad de sustancia separada por una corriente elctrica es proporcional a la cantidad de corriente que pasa por el sistema 2: Las cantidades de diferentes sustancias liberadas por una misma cantidad de electricidad son proporcionales a sus equivalentes qumicos

CLASIFICACIN DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS

REACCIONES REDOX:
Grupo Grupo Grupo Grupo Grupo Grupo A- CONCEPTO REDOX: IDENTIFICACIN DE REACCIONES Y DEL OXIDANTE Y REDUCTOR B- IDENTIFICACIN OXIDANTE Y REDUCTOR POR COMPARACIN DE POTENCIALES C- AJUSTE DE REACCIONES REDOX, DANDO LA REACCIN D- AJUSTE DE REACCIONES REDOX SIN CONOCER LA REACCIN E- AJUSTE DE REACCIONES REDOX + ESTEQUIOMETRIA F: REDOX + ELECTROQUMICA

Grupo A- CONCEPTO REDOX: IDENTIFICACIN DE REACCIONES Y DEL OXIDANTE Y REDUCTOR A-01 - Indique qu procesos son de oxidacin-reduccin: a) P + KOH + H 2 <==> KH 2 PO 2 + PH 3 ;
b) Al 3 + + H 2 O <==> AlOH 2 + + H + ; c) CaCO 3 + HCl <==> CO 2 + CaCl 2 + H 2 O ; d) Cr 3 + + I - + OH - + Cl 2 <==> CrO 4 2 - + IO 4 - + Cl - + H 2 O

A-02 - Indicar cual es el oxidante y cual es el reductor en los siguientes procesos de oxidacin-reduccin, sin
ajustar: a) Al + NO3 - > Al(OH) 3 + NH 3 ; b) PbS + H 2 O 2 > PbSO 4 + H 2 O ; c) I 2 + Cl 2 > I Cl

A-03 - Indicar si las reacciones siguientes son de oxidacin-reduccin:

a) KOH + HNO 3 > KNO 3 + H 2 O b) N 2 + 3.H 2 > 2 NH 3

Grupo B- IDENTIFICACIN OXIDANTE Y REDUCTOR POR COMPARACIN DE POTENCIALES B-01 - Como reductor relativamente suave se utiliza mucho una disolucin saturada de S02 gaseoso. Cules
de los siguientes iones se reduciran segn se indica con la disolucin saturada anterior? por qu? A) - Fe 3 + a Fe 2 + ; b) - Cu 2 + a Cu + ; c) - Sn 4+ a Sn 2+ . (Datos: E': SO 4 2 -/SO 2 = 0,20 V ; Fe 3 +/ Fe 2 + = 0,77 V ; Cu 2 + /Cu + = 0,158 V ; Sn 4+ /Sn 2+ = 0, 15 V)

B-02 - - a) Determine si, en condiciones estndar, es posible oxidar el ion ferroso mediante cido ntrico, que se

reducira hasta xido ntrico (NO). b) Ajuste el proceso redox por el mtodo del in electrn. DATOS: Potenciales estndar de reduccin: Fe 2 +(ac) / Fe 0 (sol) = - 0,44 V. Fe 3 +(ac) / Fe 2 + (ac) = 0,77 V.; NO 3 - (ac) / NO (g), = 0,96 V.

B-03 - Partiendo de los siguientes potenciales estndar de reduccin a 298 K: E (H+/H 2 ) = 0,00 V;
E (Cu 2 + /Cu) = 0,15 V y E (NO 3 -/NO) = 0,96 V. a) Escriba las semirreacciones de oxidacin y reduccin para los sistemas: Cu/cido clorhdrico y Cu/cido ntrico. b) Indique cul de los cidos clorhdrico 1 M o ntrico 1 M oxidar al cobre metlico hasta Cu 2+ en condiciones estndar e indique quin es el oxidante y quin el reductor.

B-04 - Prediga lo que ocurrir cuando:

a) Una punta de hierro se sumerge en una disolucin acuosa de CuSO4. b) Una moneda de nquel se sumerge en una disolucin de HCl. c) Un trozo de potasio slido se sumerge en agua. Datos: E(Cu 2 +/Cu) = + 0,34 V; E(Fe 2 +/Fe ) =-0,44 V; E(Ni 2 +/Ni) = - 0,24 V; E(K + /K ) = - 2,93 V

B-05 - Indicar cul es el oxidante y cul es el reductor en el siguiente proceso de oxidacin-reduccin sin
ajustar: I 2 + CI 2 > ICI. Escribir las semirreacciones de oxidacin-reduccin.

Grupo C- AJUSTE DE REACCIONES REDOX, DANDO LA REACCIN C-01 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del cambio de valencia:
PERMANGANATO DE POTASIO + OXALATO DE SODIO (Na 2 C 2 O 4) + CIDO SULFRICO > > SULFATO DE SODIO + SULFATO DE POTASIO + SULFATO DE MANGANESO(II) + DIXIDO DE CARBONO + AGUA

C-02 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del cambio de valencia:

YODURO DE CROMO(III) + CLORO (Cl 2 ) + HIDRXIDO DE SODIO > > CROMATO DE SODIO + YODATO DE SODIO + CLORURO DE SODIO + AGUA

C-03 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del ion-electrn:

OXIDO DE MANGANESO(IV) + CLORURO DE SODIO + ACIDO SULFRICO > > SULFATO DE MANGANESO(II) + SULFATO DE SODIO + Cl + AGUA 2

C-04 - Ajuste y complete, por el mtodo del in-electrn, las reacciones:

a) Mn0 4 - + Fe 2 + -> Mn 2 + + Fe 3 + en disolucin cida. b) Br 2 --> BrO 3 - + Br en disolucin bsica.

C-05 - Dada la reaccin: KCIO 3 + HCI + FeCl 2 <===> KCl + FeCI 3 + H 2 0, ajstela por el mtodo del inelectrn, indique el nombre de las sustancias que intervienen y explique como calcularla, si dispusiera de los datos, el peso equivalente del oxidante y del reductor

C-06 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del ion electrn:

YODATO DE POTASIO + CLORO (Cl 2 ) + HIDRXIDO DE POTASIO > > PERYODATO DE POTASIO + CLORURO DE POTASIO + AGUA

C-07 - Indicar cul es el oxidante y cul el reductor en el siguiente proceso de oxidacin-reduccin, sin ajustar:
Al + NO 3 - --> Al(OH) 3 + NH 3 . Escribir las semirreacciones de oxidacin y reduccin.

C-08 - Dada la reaccin:

CLORURO DE COBALTO(II) + PERMANGANATO DE POTASIO + XIDO DE MERCURIO(II) + AGUA > > HIDRXIDO DE COBALTO(III) + DIXIDO DE MANGANESO + CLORURO DE MERCURIO(II) + CLORURO DE POTASIO a) Ajstela por el mtodo del ion electrn, escribiendo las semirreacciones del oxidante y reductor, as como la reaccin inica total b) Ajuste la reaccin global

C-09 - Ajustar la siguiente reaccin empleando el mtodo del ion-electrn:

As + KBrO + KOH > K 3 AsO 4 + KBr + H 2 O

C-10 - Ajustar mediante el mtodo del ion-electrn la siguiente reaccin qumica:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 > K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + S + H 2 O

C-11 - Ajustar la siguiente reaccin redox por el mtodo del ion-electrn:

KNO3 + Al + KOH -> NH3 + KAIO2

C-12 - La reaccin entre el cido sulfhdrico y el cido sulfuroso produce azufre y agua. Ajuste dicha reaccin
por el mtodo del ion electrn: H 2 S + H 2 SO 3 > S + H 2 O

C-13 - Completar y ajustar, por el mtodo del ion-electrn, la reaccin entre el permanganato potsico y el
agua oxigenada, en presencia de cido sulfrico, para dar, entre otras sustancias, sulfato manganoso y oxgeno molecular, indicando quin acta como oxidante y quin como reductor.

C-14 - Completar y ajustar por el mtodo del ion electrn la reaccin entre los cidos ntrico y sulfhdrico, para
dar azufre y xido de nitrgeno (II).

Grupo D- AJUSTE DE REACCIONES REDOX SIN CONOCER LA REACCIN D-01 - Completar y ajustar, por el mtodo del in electrn, la formacin de bromo a partir de bromuro potsico,
mediante la accin del dicromato potsico que, en presencia de cido sulfrico, pasa a sal crmica, indicando adems cual es agente oxidante y cual el reductor.

D-02 - La valoracin de una disolucin de nitrito de potasio se hace con permanganato de potasio en medio
cido sulfrico, obtenindose el correspondiente nitrato de potasio y sulfato de manganeso(II), adems de algo de sulfato de potasio. Ajusta la correspondiente reaccin por el mtodo del ion electrn, escribiendo las semirreacciones correspondientes al oxidante y al reductor, as como las reacciones inica y total.

D-03 - Al calentar clorato de potasio (K ClO 3 ) con cido oxlico (C 2 O 4 H 2 ), se forma dixido de cloro (ClO 2
), dixido de carbono (CO 2 ), oxalato potsico (K 2 C 2 O 4 ) y agua. Ajustar la reaccin por el mtodo del ion-electrn e indicar cual es el agente oxidante y el reductor.

D-04 - La reaccin entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidrxido de

potasio conduce a la formacin de manganato de potasio (tetraoxomanganato(VI) de potasio), yodato de potasio y agua. Ajusta la reaccin por el mtodo del ion-electrn, identificando las semirreacciones correspondientes al oxidante, al reductor, la reaccin inica y la reaccin total.

D-05 - El permanganato de potasio, en medio cido, es capaz de oxidar al sulfuro de hidrgeno a azufre
pasando el permanganato a in manganeso (II). a) Ajuste la reaccin inica por el mtodo del in-electrn indicando la especie que se oxida y la que se reduce. b) Suponiendo que el cido empleado es el cido sulfrico, complete la reaccin que tiene lugar.

D-06 - El sulfito sdico, Na 2 SO 3 , reacciona con el permanganato potsico, K MnO 4 , en medio cido sulfrico,
dando, entre otros productos MnSO 4 y Na 2 SO 4 . a) Escriba ajustadas las semirreacciones de oxidacin y de reduccin. b) Ajuste, por el mtodo del in-electrn, las reacciones inica y molecular

D-07 - Completar y ajustar, por el mtodo del ion electrn, la reaccin que se produce al tratar nitrito potsico
con permanganato potsico en medio clorhdrico.

D-08 - En disolucin acuosa y en medio cido sulfrico, el permanganato de potasio reacciona con el perxido
de hidrgeno dando Mn(II), oxgeno y agua. A) Ajustar la reaccin por el mtodo del ion-electrn indicando las especies oxidantes y reductoras. B) Calcular cuantos moles de perxido de hidrgeno se necesitan para obtener 1 litro de oxgeno medido en Condiciones Normales

Grupo E- AJUSTE DE REACCIONES REDOX + ESTEQUIOMETRA E-01 - Al hacer reaccionar el dicromato de potasio con cido clorhdrico se forma la correspondiente sal de
cromo trivalente a la vez que se desprende un gas amarillo verdoso y se forman otros compuestos solubles en agua. a) Escriba la reaccin que tiene lugar ajustada por el mtodo del ion electrn b) Cuntos mililitros de cido clorhdrico del 37% y densidad 1,19 g/ml se necesitarn para reaccionar con 7 g de dicromato de potasio? c) Qu volumen de gas, medido a 1 atm y 20C, se formar en el proceso anterior?

E-02 - El cido ntrico reacciona con el sulfuro de hidrgeno gas dando, entre otras cosas, azufre slido y
monxido de nitrgeno. A) Escribe la reaccin ajustada por el mtodo del ion electrn. B) Determina el volumen de sulfuro de hidrgeno, medido a 2 atm y 60C necesario para reaccionar con 500 ml de una disolucin de cido ntrico 0,2 Molar.

E-03 - Una muestra de 2 metros cbicos de aire, medidos en condiciones normales, se pasa a travs de una
disolucin de yoduro sdico, donde el ozono existente experimenta la reaccin: 0 3 + I - + H 2 O > O 2 + I 2 + OH El yodo formado se valora con disolucin 0, 01 M de tiosulfato sdico, que reacciona con el yodo segn la reaccin: I 2 + S 2 O 3 2 - > I - + S 4 O 6 2 gastndose en dicha valoracin 0,04 mL. Se pide: a) Ajustar las reacciones redox que intervienen en el problema. b) Calcular el nmero de moles de yodo que han reaccionado con los 0,04 mL, de la disolucin de tiosulfato sdico c) El nmero de moles de ozono que haba en los 2 metros cbicos de aire. d) El volumen que ocupar dicha cantidad de ozono a 200 C y 27 atm.

E-04 - Para valorar una muestra de nitrito potsico impuro, de impureza no reductora, con una disolucin
valorada de permanganato potsico 0,05 M (0'25N), se pesan 0,46 g de dicha muestra y se diluyen en un litro de agua destilada, y acidulada con sulfrico, En la valoracin se alcanza el punto de viraje cuando se han gastado 40'0 mL de la disolucin de permanganato. Sabemos que en la reaccin, el nitrito pasa a nitrato, el permanganato a sal manganosa, y que las masas atmicas son: N=14'0; 0=16,0 K=39,0 S=32'0 e H=1'00. De acuerdo con los datos anteriores, calcule: a) Ajuste la reaccin por el mtodo del ion electrn b) El peso equivalente redox del nitrito potsico c) El porcentaje de nitrito puro en la mezcla d) Los gramos de cido sulfrico que se necesitan

E-05 - El dicromato potsico reacciona con el yoduro potsico en presencia de cido sulfrico dando sulfato
potsico, sulfato de cromo (III) y yodo como productos de reaccin. Ajuste la reaccin por el mtodo del in electrn y calcule el volumen mnimo necesario de una disolucin 0,2 M de dicromato potsico necesario para obtener 6 g de yodo. Datos: masas atmicas: 1 = 127; 0 ~ 16; K = 39; Cr = 52

E-06 - Dada la reaccin: Permanganato de potasio + yoduro de potasio + c. Sulfrico >

> sulfato de potasio + sulfato de manganeso(II) + yodo (I 2 ) + agua a) Escriba las semirreacciones correspondientes al oxidante y reductor indicando cual es cada una. b) Ajuste la reaccin molecular por el mtodo del ion electrn c) Si se dispone de una disolucin 2 M de permanganato de potasio, Qu volumen de la misma ser necesario para obtener 2 moles de yodo?

E-07 - Se disuelve una muestra de 10 g de cobre en cido sulfrico obtenindose 23,86 g de sulfato de
cobre(II), adems de oxido de azufre(IV) y agua. A) Ajuste la reaccin que tiene lugar por el mtodo del ion electrn B) Calcule la riqueza de la muestra inicial de cobre

E-08 - Al reaccionar 20 g de sulfato de cobre(II) con 30 g de yoduro potsico se obtiene yodo, yoduro de
cobre(I) y sulfato de potasio. Se pide: A) Ajuste la reaccin correspondiente por el mtodo del ion-electrn. B) El peso de yoduro de cobre(I) que se formar. DATOS: Pesos atmicos: Cu = 63,54; I = 126,90 ; K = 39,10 ; O = 16,00 ; S = 32,06

E-09 - Una forma de preparar oxgeno puro en el laboratorio es calentar clorato de potasio slido, el cual se
descompone dando cloruro de potasio y oxgeno. Escribe y ajusta la reaccin que tiene lugar, identificando el oxidante y el reductor. Si se recoge sobre agua a una presin total de 755 mm Hg a una temperatura de 22C, Si disponemos de un clorato de potasio del 80% de riqueza, Qu cantidad del mismo habra que

descomponer para producir 2 litros de gas hmedo? DATOS: Pesos atmicos: Cl = 35,5 ; H = 1,0 ; O = 16,0 ; Presin de vapor del agua a 22C = 20 mm Hg

E-10 - Dada la siguiente reaccin:

SULFATO DE URANIO(IV) + PERMANGANATO DE POTASIO + AGUA > > SULFATO DE URANILO (UO 2 SO 4 ) + SULFATO DE MANGANESO(II) + HIDROGENOSULFATO DE POTASIO + CIDO SULFRICO a) Ajustela por el mtodo del ion-electrn b) Cuantos gramos de sulfato de uranilo podrn obtenerse a partir de un sulfato de uranio del 80% de riqueza si el rendimiento del proceso es de un 75%?

E-11 - El zinc en polvo reacciona con cido ntrico dando nitratos de zinc(II) y de amonio
a) Ajuste la reaccin por el mtodo del ion electrn b) Calcule el volumen de cido ntrico de riqueza del 40% en peso y densidad 1,25 g.cm - 3 necesarios para la disolucin de 10 g de zinc

E-12 - Al hacer burbujear sulfuro de hidrgeno gaseoso a travs de cido ntrico se forma azufre, dixido de
nitrgeno y agua. A) Ajuste la reaccin de oxidacin reduccin por el mtodo del ion electrn e indique cuales son las especies oxidante y reductora B) Calcule la masa de azufre que se obtendr a partir de 15 mL de cido ntrico concentrado (del 60% en masa y d = 1,38 g/mL)

E-13 - El yodo slido (I 2 ) en medio alcalino se dismuta en iones yoduro (I - ) y yodato (IO 3 - ).
a) Ajuste la reaccin inica y molecular por el mtodo del in-electrn, especificando cuales son las reacciones de oxidacin y de reduccin, cuando se usa hidrxido potsico. b) Cuantos gramos de yodo slido se necesitaran para obtener un litro de disolucin 10 - 2 molar en iones yoduro?

E-14 - El dixido de manganeso y el yoduro de potasio reaccionan en presencia de cido sulfrico para dar
yodo, sulfato de manganeso(II), sulfato de potasio y agua. Ajusta la reaccin por el mtodo del ion-electrn, identificando las semirreacciones correspondientes al oxidante, al reductor, la reaccin inica y la reaccin total Calcule los gramos de yodo que se podran obtener si partimos de 1 Kg del mineral pirolusita, el cual contiene un 80% de dixido de manganeso.

E-15 - Para obtener nitrato de zinc (II) en el laboratorio se toman 0.491 g de zinc metlico y se tratan, hasta
reaccin total, con una disolucin de cido ntrico de concentracin 3.15 g.L - 1 . Teniendo en cuenta que en la reaccin redox que se produce el cido ntrico pasa a ion amonio, Ajuste la reaccin que tiene lugar por el mtodo del ion-electrn y escriba las semirreacciones correspondientes al oxidante y al reductor, la reaccin inica global y la reaccin molecular total. Calcule el volumen de la disolucin de c. Ntrico que se necesitar as como la cantidad de nitrato de zinc que se obtiene. ( Datos: Masas atmicas: Zn = 65.4; H = 1.0; N = 14.0; O = 16.0 )

E-16 - Para determinar la cantidad de cromo que contiene un cierto mineral, se transforma el cromo en
dicromato de sodio y se disuelve en agua, valorndolo despus con una disolucin de sulfato de hierro(II), una vez acidulada con cido sulfrico. A) Escribir la ecuacin redox correspondiente y ajustarla (los productos formados son sulfato de hierro(III), sulfato de cromo(III), sulfato de sodio y agua). B) Cuantos gramos de sulfato de hierro(II) heptahidratado se necesitan para preparar 1 litro de disolucin 0,4 M C) Se ensay una muestra de 1,5 g del mineral y en la valoracin se gastaron 50 mL de la disolucin anterior de sulfato de hierro(II) 0,4 M. Cual es la riqueza en cromo del mineral?

E-17 - Se desea valorar una muestra de nitrito potsico impuro, de impureza no reductora, con una disolucin
valorada de permanganato potsico 0,25 N. Para ello, se pesan 0,46 g de muestra y se diluyen en un litro de agua destilada y previamente acidulada con sulfrico. En la valoracin se alcanza el punto de viraje cuando se han gastado 40,0 mL de la disolucin de permanganato. Se sabe adems que en esta valoracin, el nitrito pasa a nitrato y el permanganato a sal manganosa. Se conocen tambin las masas atmicas siguientes: N=14,0; 0=16,0; K=39,0; S=32,0 e H=1,00. De acuerdo con estos los datos, seale la respuesta correcta en las siguientes preguntas: 1.- Los gramos de cido sulfrico que se necesitan son: a) 98,0 ; b) 85,0 ; c) 0,42 ; d) 0,29 2.- El equivalente redox del nitrito potsico ser: a) 85,0 ; b) 42,5 ; c) 62,0 ; d) Ninguna es correcta 3.- El porcentaje de nitrito puro en la mezcla ser: a) 92,4% , b) 42,0% ; c) 0,42% ; d) Ninguno de ellos

E-18 - El dicromato de potasio oxida al yoduro de potasio en medio cido sulfrico producindose sulfato de
potasio, yodo y sulfato de cromo(III). a) Ajuste la reaccin por el mtodo del in-electrn, indicando el oxidante y el reductor. b) Cuntos gramos de sulfato de cromo(III) podrn obtenerse a partir de 5 g de dicromato de potasio si el rendimiento de la reaccin es del 60 %?

E-19 - Al reaccionar estao (Sn) con cido ntrico (HNO3), el estao se oxida a dixido de estao (SnO2) y se
desprende xido de nitrgeno (II) (NO). a) Escribir la ecuacin ajustada de esta reaccin, por el mtodo del ion-electrn. b) Si el estao forma parte de una aleacin y de 1 kg de la misma se obtienen 0,382 kg de dixido de estao, hallar el porcentaje de estao en la aleacin. (Pesos atmicos: N= 14, Sn= 118,7, O= 16, H= 1).

E-20 - 0,0784 g de un trozo de alambre de hierro(II) se oxida a Fe 3 + ( ac ) mediante una disolucin de

permanganato de potasio en medio cido gastndose para ello 13,12 mL. Averiguar cual es la molaridad de esta disolucin (DATOS: Masa atmica del hierro = 55,847)

E-21 - El monxido de carbono y el monxido de nitrgeno presentes en las emisiones de los automviles
pueden reaccionar entre s produciendo nitrgeno gaseoso y dixido de carbono. A) Escribir y ajustar la reaccin que tiene lugar identificando el oxidante y el reductor. b) Qu cantidad de dixido de carbono se obtendr suponiendo que se produce una emisin de monxido de carbono de 0,84 gramos?

E-22 - El permanganato potsico reacciona con el sulfuro de hidrgeno, en medio cido sulfrico, dando, entre
otros productos, azufre elemental y sulfato de manganeso(II). a. Escriba y ajuste la reaccin por el mtodo del in-electrn. b. Indique las especies que se oxidan o se reducen, indicando cual es la especie oxidante y cual es la especie reductora. c. Suponiendo que la reaccin es total, calcule los gramos de K MnO 4 que habr que utilizar para obtener 4 g de azufre elemental.

E-23 - Determinar el peso equivalente de los agentes redox de la reaccin entre el dicromato potsico y el
sulfuro de hidrgeno, en presencia de cido sulfrico, para dar sulfato crmico y azufre. ) Qu peso de dicromato potsico ser necesario para la oxidacin completa de 100 g de sulfuro de hidrgeno en esta reaccin?

E-24 - El permanganato potsico (KMnO4) reacciona con el ioduro potsico (KI), en disolucin bsica,
obtenindose como productos; yodo (I2) y xido de manganeso (IV) a) Ajuste la ecuacin inica y molecular por el mtodo del in-electrn. b) Calcule la cantidad de xido de manganeso(IV) que se obtendra al reaccionar completamente 150 mL de una disolucin de permanganato de potasio al 5 % en masa con densidad 1,10 g.ml-l.

E-25 - La reaccin del dixido de manganeso (MnO2) con bromato sdico (NaBrO3) en presencia de hidrxido
potsico, da como productos manganato potsico (K 2 MnO 4), bromuro sdico y agua. a) Ajuste la ecuacin inica por el mtodo del in-electrn y determine la ecuacin molecular. b) Si el rendimiento de la reaccin es del 75 %, calcule los gramos de dixido de manganeso necesarios para obtener 500 ml de una disolucin 0,1 M de manganato potsico.

E-26 - Una disolucin de cloruro de hierro(ll)), FeCl 2, reacciona con 50 mL de una disolucin de dicromato
potsico, K 2 Cr 2 O 7, de concentracin 0,1 M. El catin hierro(II)) se oxida a hierro (III) mientras que el anin dicromato, en medio cido clorhdrico, se reduce a cromo(III). a. Escriba ajustadas las semirreacciones de oxidacin y de reduccin, la reaccin inica global y la reaccin molecular. b. Calcule la masa de FeCl 2 que ha reaccionado.

Grupo F: REDOX + ELECTROQUMICA F-01 - El yodato potsico y el yoduro potsico reaccionan en medio cido obteniendose yodo (I 2 ).
A) Ajuste la reaccin por el mtodo del ion-electrn. B) Si el proceso tiene lugar en una pila galvnica, Cual sera el potencial de dicha pila cuando la concentracin del yodato sea 1,0 M y la del yoduro 1,0 M? Datos: Potenciales estndar de reduccin: IO 3 - / I 2 (en medio cido) = + 1,19 V; I 2 /I - = + 0,54 V.

F-02 - En medio cido y en las condiciones estndar el anin yoduro se oxida a diyodo (I 2 ) por medio del

tetraoxoarseniato(V) de hidrgeno, el cual se reduce a cido dioxoarsnico(III). Se produce en realidad esta reaccin o tiene lugar la inversa? Escribe y ajusta la reaccin inica que tenga lugar por el mtodo del ion electrn, identificando el oxidante y el reductor y calcule el potencial normal del sistema

Grupo A- CONCEPTO REDOX: IDENTIFICACIN DE REACCIONES Y DEL OXIDANTE Y REDUCTOR A-01 - Indique qu procesos son de oxidacin-reduccin: a) P + KOH + H 2 <==> KH 2 PO 2 + PH 3 ;
b) Al 3 + + H 2 O <==> AlOH 2 + + H + ; c) CaCO 3 + HCl <==> CO 2 + CaCl 2 + H 2 O ; d) Cr 3 + + I - + OH - + Cl 2 <==> CrO 4 2 - + IO 4 - + Cl - + H 2 O RESOLUCIN Los procesos de oxidacin reduccin son aquellos en los cuales hay algn elemento que cambia su nmero de oxidacin (o valencia). En los procesos dados tenemos: a) P + KOH + H 2 <==> KH 2 PO 2 + PH 3 Se trata de un proceso de oxidacin reduccin, ya que tanto el P como el H cambian su nmero de oxidacin, pues ambos tienen 0" como reactivos y como productos el H tiene 1+, mientras que el P tiene +1 en el KH 2 PO 2 y 3- en el PH 3 b) Al 3 + + H 2 O <==> AlOH 2 + + H + : No se trata de un proceso redox ya que ninguno de los elementos modifica su nmero de oxidacin c) CaCO 3 + HCl <==> CO 2 + CaCl 2 + H 2 O No se trata tampoco de un proceso redox ya que ninguno de los elementos modifica su nmero de oxidacin. d) Cr 3 + + I - + OH - + Cl 2 <==> CrO 4 2 - + IO 4 - + Cl - + H 2 O Se trata de un proceso redox ya que hay elementos que modifican su nmero de oxidacin, como son: Cromo: que pasa de 3+ (en el Cr 3 +) a 6+ (en el CrO 4 2 - ) , el Yodo, que pasa de 1- (en el I - ) a 7+ (en el IO 4 - ) as como el Cloro, que pasa de 0" ( en el Cl 2 ) a 1- (en el Cl - )

A-02 - Indicar cual es el oxidante y cual es el reductor en los siguientes procesos de oxidacinreduccin, sin ajustar: a) Al + NO3 - > Al(OH) 3 + NH 3 ; b) PbS + H 2 O 2 > PbSO 4 + H 2 O ; c) I 2 + Cl 2 > I Cl RESOLUCIN a) Al + NO3 - > Al(OH) 3 + NH 3 Reductor: Oxidante: 8e - + 9 H + + NO 3 - > NH 3 + 3 H 2 O Al > Al 3 + + 3 e -

b) PbS + H 2 O 2 > PbSO 4 + H 2 O Oxidante: 2e - + 2 H + + H 2 O 2 > 2 H 2 O Reductor: S 2 - + 4 H 2 O > SO 4 2 - + 8 H + + 8 e c) I 2 + Cl 2 > I Cl Reductor: Oxidante: 2e - + Cl 2 > 2 Cl I 2 > 2 I + + 2 e -

A-03 - Indicar si las reacciones siguientes son de oxidacin-reduccin:

a) KOH + HNO 3 > KNO 3 + H 2 O b) N 2 + 3.H 2 > 2 NH 3 RESOLUCIN Una reaccin ser de oxidacin reduccin cuando algunos de los elementos que intervienen en ella cambien su nmero de oxidacin de los reactivos a los productos. Por tanto, hemos de determinar los nmeros de oxidacin de todos los elementos que intervienen en las dos reacciones, y si existen elementos que cambien, ser de oxidacin reduccin:

No es de oxidacin reduccin ya ningn elemento cambia su nmero de oxidacin. Se trata de una reaccin cido-base

En este caso s se trata de una reaccin de oxidacin reduccin, ya que el N pasa de 0" a -3" (Se reduce) mientras que el H pasa de 0" a +1" (Se oxida)

Grupo B- IDENTIFICACIN OXIDANTE Y REDUCTOR POR COMPARACIN DE POTENCIALES B-01 - Como reductor relativamente suave se utiliza mucho una disolucin saturada de S02 gaseoso.
Cules de los siguientes iones se reduciran segn se indica con la disolucin saturada anterior? por qu? - Fe 3 + a Fe 2 + - Cu 2 + a Cu + - Sn 4+ a Sn 2+ Datos: E': SO 4 2 -/SO 2 = 0,20 V ; Fe 3 +/ Fe 2 + = 0,77 V ; Cu 2 + /Cu + = 0,158 V ; Sn 4+ /Sn 2+ = 0, 15 V RESOLUCIN Cualquier sustancia se comportar como oxidante frente a cualquier otra cuyo potencial normal de reduccin sea ms bajo, por tano, el SO 2 ser reductor frente a cualquier ion cuyo potencial de reduccin sea mayor, en este caso, solamente el Fe 3 + oxidar al SO 2 pues los potenciales de los otros dos iones son menores que los del SO 2

B-02 - a) Determine si, en condiciones estndar, es posible oxidar el ion ferroso mediante cido ntrico,
que se reducira hasta xido ntrico (NO). b) Ajuste el proceso redox por el mtodo del in electrn. DATOS: Potenciales estndar de reduccin: Fe 2 +(ac) / Fe 0 (sol) = - 0,44 V. Fe 3 +(ac) / Fe 2 + (ac) = 0,77 V.; NO 3 - (ac) / NO (g), = 0,96 V. RESOLUCIN: Para predecir un determinado proceso redox, tenemos que comparar los potenciales normales de reduccin de las especies que intervienen. En este caso, si ponemos en contacto el cido ntrico con el ion Fe 2 + , podran suceder dos cosas: que el hierro(II) se comportara como oxidante, pasando l a Fe (E = - 0,44 v) pero para ello tendra que oxidar al ion Nitrato (NO 3 -) lo cual no es posible ya que ste se encuentra en su estado de oxidacin mximo. La otra opcin es que el ion nitrato (NO 3 -) fuera el oxidante, pasando a NO (E = 0,96 v) y para ello tendra que oxidar al hierro(II) hasta hierro(III) (E = 0,77 v) lo cual S ES POSIBLE, ya que su potencial es mayor que el del hierro. Por tanto el hierro(II) se oxidar a hierro(III) al tratarlo con c. Ntrico. La reaccin que tiene lugar es: Fe 2 + + NO 3
-

> Fe 3 + + NO

Las semirreacciones correspondientes al oxidante y reductor son: OXIDANTE: NO 3 - + 4 H + + 3 e - > NO + 2 H 2 O REDUCTOR: Fe 2 + > Fe 3 + + 1 e Para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, multiplicamos la segunda por 3: NO 3 - + 4 H + + 3 e - > NO + 2 H 2 O 3.Fe 2 + > 3.Fe 3 + + 3 e ---------------- ------------------------ --------------------

3.Fe 2 + + NO 3 - + 4 H + > NO + 3.Fe 3 + + 2 H 2 O , que es la reaccin inica que tiene lugar B-03 - Partiendo de los siguientes potenciales estndar de reduccin a 298 K: E (H+/H 2 ) = 0,00 V; E
(Cu 2 + /Cu) = 0,15 V y E (NO 3 -/NO) = 0,96 V. a) Escriba las semirreacciones de oxidacin y reduccin para los sistemas: Cu/cido clorhdrico y Cu/cido ntrico. b) Indique cul de los cidos clorhdrico 1 M o ntrico 1 M oxidar al cobre metlico hasta Cu 2+ en condiciones estndar e indique quin es el oxidante y quin el reductor. RESOLUCIN En el caso del H Cl, los iones presentes en la disolucin son los procedentes de su disociacin: HCl <===> H + + Cl - , por lo que el Cu solamente podr ser oxidado por el H + . Para que esto suceda,

el potencial normal de reduccin debe ser mayor el del sistema H + /H 2 que el del sistema Cu 2 +/Cu, y dado que esto no es as, en este caso no se producir reaccin alguna entre el Cu y el HCl En el caso del c. Ntrico: HNO 3 , los iones presentes en la disolucin sern tambin los procedentes de su disociacin: HNO 3 <===> H + + NO 3 - , por lo que el Cu en este caso el podr ser oxidado tanto por el H + (Lo cual no va a suceder ya que e potencial del sistema Cu 2 +/Cu es mayor que el del sistema H + /H 2 , como hemos indicado antes) como por el ion nitrato NO 3 - , y en este caso s se producir la oxidacin ya que el potencial del sistema NO 3 /NO es mayor que el potencial del sistema Cu 2 +/Cu . En este caso las reacciones que tienen lugar son: Oxidante: NO 3 - + 4 H + + 3 e - > NO + 2 H 2 O Reductor: Cu > Cu 2 + + 2 e Por tanto, la oxidacin del cobre la producir el c. Ntrico, pero no el c. Clorhdrico

Para que esto suceda, el potencial normal de reduccin debe ser mayor el del sistema H + /H 2 que el del sistema Cu 2 +/Cu, y dado que esto no es as, en este caso no se producir reaccin alguna entre el Cu y el HCl

B-04 - Prediga lo que ocurrir cuando:

a) Una punta de hierro se sumerge en una disolucin acuosa de CuSO4. (hasta 0,6 puntos) b) Una moneda de nquel se sumerge en una disolucin de HCl. (hasta 0,7 puntos) c) Un trozo de potasio slido se sumerge en agua. (hasta 0,7 puntos) Datos: E(Cu 2 +/Cu) = + 0,34 V; E(Fe 2 +/Fe ) =-0,44 V; E(Ni 2 +/Ni) = - 0,24 V; E(K + /K ) = - 2,93 V RESOLUCIN Cuando se ponen en contacto distintas sustancias, puede predecirse si van a reaccionar comparando sus potenciales redox de reduccin: Se reducir (ganar electrones) aquella sustancia que tenga mayor potencial de reduccin. As, en los tres casos que nos ofrecen, tenemos: a) Al sumergir una punta de hierro en una disolucin de sulfato de cobre, se ponen en contacto Hierro metlico (Fe) con iones Cu 2 + . Dado que el potencial del Cu 2 + /Cu (v = + 0,34 v) es mayor que el del sistema Fe 2 + /Fe (v = - 0,44 v), el Cu 2 + ganar 2 electrones y se convertir en Cu a costa del Fe, que los perder para convertirse en Fe 2 +. La reaccin que tiene lugar es:

Cu 2 + + Fe > Cu + Fe 2 +

B) Al introducir una moneda de nquel en una disolucin de H Cl , se ponen en contacto Nquel metlico (Ni) con iones H + procedentes de la disociacin del HCl . Dado que el potencial del par H + /H 2 (v = + 0,00 v) es mayor que el del sistema Ni 2 + /Ni (v = - 0,24 v), el H + ganar 1 electrones y se convertir en H, que posteriormente originar la molcula de H 2 a costa del Ni, que los perder para convertirse en el ion Ni 2 +. La reaccin que tiene lugar es:

H + + Ni > H 2 + Ni 2 +

C) Al introducir un trozo de potasio en agua H 2 O , se ponen en contacto Potasio metlico (K) con iones H + procedentes de la disociacin del H 2 O . Dado que el potencial del par H + /H 2 (v = + 0,00 v) es mayor que el del sistema K + /K (v = - 2,93 v), el H + ganar 1 electrones y se convertir en H, el cual posteriormente originar la molcula de H 2 a costa del K, que los perder para convertirse en el ion K +. La reaccin que tiene lugar es:

2 H + + 2 K > H 2 + 2 K +

B-05 - Indicar cul es el oxidante y cul es el reductor en el siguiente proceso de oxidacin-reduccin

sin ajustar: I 2 + CI 2 > ICI. Escribir las semirreacciones de oxidacin-reduccin.

RESOLUCIN De los dos elementos dados, el ms oxidante es el cloro, pues se trata del ms electronegativo de los dos: ambos pertenecen al mismo grupo, los Halgenos, pero el Cloro est situado ms arriba. La reaccin de reduccin del Cloro es: Cl 2 + 2 e - > 2 Cl La reaccin de oxidacin del Yodo es: l 2 > 2 l + + 2 e Y por tanto, la reaccin global de ambos, obtenida al sumar las dos anteriores, es

I 2 + CI 2

> 2 ICI

Grupo C- AJUSTE DE REACCIONES REDOX, DANDO LA REACCIN C-01 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del cambio de valencia:
PERMANGANATO DE POTASIO + OXALATO DE SODIO (Na 2 C 2 O 4) + CIDO SULFRICO > > SULFATO DE SODIO + SULFATO DE POTASIO + SULFATO DE MANGANESO(II) + DIXIDO DE CARBONO + AGUA RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el C, que pasa de C 3+ a C 4 + , de manera que las semirreacciones son:

y estos coeficientes se sustituyen en la reaccin inicial, colocando sucesivamente y en este orden los correspondientes a aquellos elementos que no han intervenido el proceso de transferencia de electrones: K, Na, S y finalmente el H y O del agua, con lo que la reaccin nos queda:

2.K MnO 4 + 5.Na 2 C 2 O 4 + 8.H 2 S O 4 > 5.Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 2.MnSO 4 + 10.CO 2 + 4.H 2 O C-02 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del cambio de valencia:
YODURO DE CROMO(III) + CLORO (CL 2 ) + HIDRXIDO DE SODIO > > CROMATO DE SODIO + YODATO DE SODIO + CLORURO DE SODIO + AGUA RESOLUCIN: Hemos de determinar, ante todo, qu elementos cambian de valencia al producirse la reaccin:

donde vemos que cambian de valencia El I desde 1- a 5+ El Cl desde 0 a 1-

El Cr: desde 3+ a 6+

Escribimos ahora las reacciones correspondientes a esos tres elementos: Donde vemos que el Cr y el yodo se oxidan (pierden electrones) mientras que el Cl se reduce (los gana), por lo que vamos a agrupar en una sola semirreaccin a los dos

elementos que pierden electrones: EL Cr y el Y, por lo que nos quedarn de la siguiente forma:

Y aqu, hemos de hacer que el nmero de electrones perdidos (21) sea igual que el de electrones ganados (2), por lo que hemos de multiplicar la primera semirreaccin por 2 y la segunda por 21, para sumarlas despus, con lo que nos quedarn:

y estos nmeros se llevan a la reaccin inicial, ajustando despus aquellos elementos que no han intervenido en la reaccin, dejando para ltimo lugar el H y el O

2.CrI 3 + 21.Cl 2 + 52.NaOH > 2.Na 2 CrO 4 + 6.NaIO 3 + 42.NaCl + 26.H 2 O

C-03 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del ion-electrn:
OXIDO DE MANGANESO(IV) + CLORURO DE SODIO + ACIDO SULFRICO SULFATO DE MANGANESO(II) + SULFATO DE SODIO + Cl + AGUA 2 RESOLUCIN Se escribe la reaccin y se identifican los elementos que cambian de valencia:

Cambian de valencia el Mn (pasa de 4+ a 2+) y el Cloro (pasa de 1- a 0), los cuales al describir sus semirreacciones vemos que el Mn gana dos electrones (es el oxidante) mientras que el Cl pierde otros dos (es el reductor), por lo que al sumarlas ( hemos de tener en cuenta que no hace falta multiplicarlas por ningn nmero ya que el nmero de electrones perdidos por el Cl es igual ya al de electrones ganados por el Mn)

y estos coeficientes se llevan a la reaccin original, ajustando despus el Na, a continuacin el S y finalmente el O y el H, quedndonos finalmente la reaccin as:

MnO 2 + 2 NaCl +

2 H 2 SO 4 > MnSO 4 + Na 2 SO 4 + Cl 2 + 2 H 2 O

C-04 - Ajuste y complete, por el mtodo del in-electrn, las reacciones:

a) Mn0 4 - + Fe 2 + -> Mn 2 + + Fe 3 + en disolucin cida. b) Br 2 --> BrO 3 - + Br - en disolucin bsica. RESOLUCIN

A) Dado que se trata de una reaccin en medio cido, en los reactivos, adems de los iones que nos indican,
habr protones (H + ) y en los productos de la reaccin, aparecer agua (H 2 O) los cuales nos aparecern cuando ajustemos esa reaccin por el mtodo del ion electrn: Para ajustar las reacciones que tienen lugar en medio cido por el mtodo del ion electrn, se ajustan primero los O aadiendo agua donde sea necesaria, despus se ajustan los H aadiendo H + al miembro que las necesite, y finalmente se ajustan las cargas aadiendo electrones e - en el miembro donde haya defecto de cargas negativas; As nos quedarn:

REACCIN A AJUSTAR: SEMIRREACCIONES:

Mn0 4 - + Fe

2+

-> Mn

2+

+ Fe 3 + Fe
2+
2+

Mn0 4 ----> Mn
2+

2+

---> Fe 3 +

Mn0 4 - + 8 H + + 5 e - ---> Mn

+ 4 H 2 O Fe

---> Fe 3 + + 1 e -

El ajuste de la reaccin global se consigue haciendo que el n de electrones perdidos (Fe) sea igual que el de electrones ganados (MnO 4 - ) para lo cual hemos de multiplicar la segunda por 5, y finalmente sumar las dos semirreacciones: Mn0 4 - + 8 H + + 5 e - ---> Mn 2 + + 4 H 2 O 5 Fe 2 + ---> 5 Fe 3 + + 5 e ---------------------------------------------------------------------------------------------

Mn0 4 - + 8 H + + 5 Fe

2+

---> 5 Fe 3 + + Mn

2+

+ 4 H2O
-

b) Se trata de una reaccin en medio bsico, por lo que en los reactivos nos aparecern iones hidrxido (OH )
mientras que en los productos de reaccin debemos tener (H 2 O) los cuales nos aparecern cuando ajustemos esa reaccin por el mtodo del ion electrn: En este caso se trata, adems, de una reaccin de dismutacin en la cual un reactivo (Br 2 ) se oxida a ion bromato (BrO 3 - ) y simultneamente se reduce a ion bromuro (Br - ). Para ajustar la reaccin en medio bsico, hemos de ajustar primero el nmero de tomos de bromo, y despus vamos a hacer las mismas operaciones que en el caso del medio cido, pero la semirreaccin en la que nos aparezca agua como reactivo y protones (H + ) como productos, hemos de corregirla sumndole a ambos miembros tantos iones hidrxido (OH - ) como protones tengamos; en este caso en el segundo miembro de la reaccin nos quedarn H + y OH - en igual nmero, que se combinarn para dar agua H 2 O, la cual se simplifica despus con la que tuviramos en el primer miembro; despus de realizado sto, ya tenemos las semirreacciones que hemos de sumar (en realidad este mtodo no es exactamente as, pero resulta ms sencillo de aplicar y, teniendo en cuenta que la correccin se hace en las semirreacciones, stas nos quedarn correctamente expresadas): REACCIN TOTAL A AJUSTAR: SEMIRREACCIONES: Br 2 --> BrO 3 Br 2 + 6 H 2 O --> 2 BrO 3 - + 12 H + + 10 e Br 2 + 6 H 2 O + 12 OH - --> 2 BrO 3 - + 12 H + 12 OH - + 10 e Br 2 + 6 H 2 O + 12 OH - --> 2 BrO 3 - + 12 H 2 O + 10 e Br 2 --> Br Br 2 --> BrO 3 - + Br -

Br 2 + 12 OH - --> 2 BrO 3 - + 6 H 2 O + 10 e -

Br 2 + 2 e - --> 2 Br -

Y son estas dos ltimas las semirreacciones que hemos de sumar, pero para igualar el nmero de electrones perdidos en la primera de ellas al de ganados en la segunda, hemos de multiplicar aquella por 5, para que sean 10 los electrones intercambiados en cada una, momento en el cual podemos sumarlas ya: Br 2 + 12 OH - --> 2 BrO 3 - + 6 H 2 O + 10 e 5 Br 2 + 10 e - --> 10 Br --------------------------------------------------------------------------------

6 Br 2 + 12 OH - --> 2 BrO 3 - + 10 Br - + 6 H 2 O

C-05 - Dada la reaccin: KCIO 3 + HCI + FeCl 2 <===> KCl + FeCI 3 + H 2 0, ajstela por el mtodo del inelectrn, indique el nombre de las sustancias que intervienen y explique como calcularla, si dispusiera de los datos, el peso equivalente del oxidante y del reductor RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Los elementos que modifican su nmero de oxidacin al producirse la reaccin son : - el Cl presente en el clorato de potasio, que pasa de 5+ a 1- el Fe que pasa de 2+ a 3+ Las disociaciones de los compuestos que intervienen en la reaccin son:

K ClO 3 <==> K + + ClO 3 K Cl <==> K + + Cl -

H Cl <==> H + + Cl FeCl 3 <==> Fe 3 + + Cl 2+

Fe Cl 2 <==> Fe 2 + + Cl -

Las semirreaciones del oxidante ( ClO 3 ) y del reductor ( Fe

) son:

semirreacciones que, al sumarlas nos dan la reaccin inica total:

ClO 3 - + 6 H + + 6 Fe 2 + > Cl - + 6 Fe 3 + + 3 H 2 O
por lo que la reaccin total es:

KCIO 3 + 6 HCI + 6 FeCl 2

<===>

KCl + 6 FeCI 3 + 3 H 2 0

El peso equivalente de una sustancia que interviene en un proceso redox se determina dividiendo su peso molecular por la valencia, que en este caso es el nmero de electrones que intervienen en su semirreaccin. En ambos casos es:

Oxidante: KCIO 3 : Peso molecular = 122,5 ; N de electrones de su semirreaccin: 6 Peso equivalente = 122,5/6 = 20,417 g/equivalente Reductor: FeCl 2: Peso molecular = 126,8 ; N de electrones de su semirreaccin = 1 Peso equivalente = 126,8/1 = 126,8 g/equivalente C-06 - Ajuste la siguiente reaccin por el mtodo del ion electrn:
YODATO DE POTASIO + CLORO (Cl 2 ) + HIDRXIDO DE POTASIO > > PERYODATO DE POTASIO + CLORURO DE POTASIO + AGUA

RESOLUCIN Escribimos la reaccin determinando los nmeros de oxidacin de todos los elementos que forman parte de los compuestos que intervienen en la reaccin para determinar cuales son los que cambian:

donde podemos ver que modifican su nmero de oxidacin el Yodo (pasa de 5+ a 7+) y el Cl( pasa de 0 a 1-) Los equilibrios de disociacin de los cidos, bases y sales que intervienen en el proceso son: KIO 3 <===> K + + IO 3 KOH <===> K + + OH KIO 4 <===> K + + IO 4 KCl <===> K + + Cl -

de donde tomamos los iones en los cuales se encuentran los elementos que modifican su n de oxidacin para escribir las correspondientes semirreacciones, que son: IO 3
-

> IO 4 -

Cl 2 > Cl -

Ajuntamos estas semirreacciones aadiendo H 2 O donde se necesite oxgeno, despus, se aaden H + en el miembro donde se necesite Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, con lo que nos quedan: IO 3 - + H 2 O > IO 4 - + 2H + + 2 e Cl 2 + 2 e - > 2.Cl Antes de igualar el n de electrones ganados al de perdidos, hemos de tener en cuenta que esta reaccin tiene lugar en medio bsico, por lo que no intervienen H + . Para corregirlo, en la primera semirreaccin, que es en la nica en la cual aparecen los protones, aadimos a ambos miembros de la misma tantos OH - como protones haya, formndose H 2 O con los H + presentes, la cual simplificamos, y nos queda: IO 3 - + H 2 O + 2 OH - > IO 4 - + 2H + + 2 OH - + 2 e - => IO 3 - + H 2 O + 2 OH - > IO 4 - + 2 H 2 O+ 2 e y de esta forma las dos semirreacciones nos quedan: IO 3 - + 2 OH - > IO 4 - + H 2 O+ 2 e Cl 2 + 2 e - > 2.Cl dado que en estas reacciones el n de electrones ganados por el Cloro (oxidante) es el mismo que pierde el yodato (reductor), sumamos ambas, y nos queda ya la reaccin inica total, que es:

IO 3 - + Cl 2 + 2 OH - > IO 4 - + 2.Cl - + H 2 O
y estos coeficientes se llevan a la reaccin inicial, ajustando despus aquellos elementos que no han intervenido en la reaccin inica:

KIO 3 + Cl 2 + 2 KOH > KIO 4 + 2.KCl + H 2 O

C-07 - Indicar cul es el oxidante y cul el reductor en el siguiente proceso de oxidacin-reduccin, sin
ajustar: Al + NO 3 - --> Al(OH) 3 + NH 3 . Escribir las semirreacciones de oxidacin y reduccin. * RESOLUCIN Los nmeros de oxidacin de todos los elementos que intervienen en la reaccin son:

En la cual vemos que el oxidante es el ion NITRATO: (NO 3 -), mientras que el reductor es el ALUMINIO Las semirreacciones correspondientes a ambos son: Al > Al(OH) 3 NO 3 - > NH 3 Las cuales, una vez ajustadas, quedan: Al + 3 H 2 O > Al(OH) 3 + 3 H + + 3 eNO 3 - + 9 H + + 5 e > NH 3 + 3 H 2 O

Para igualar los electrones, multiplicamos la 1 por 5 y la segunda por 3, sumndolas a continuacin para obtener la reaccin inica total: 5 Al + 15 H 2 O > 5 Al(OH) 3 + 15 H + + 15 e3 NO 3 + 27 H + 15 e
+ -

5 Al + 3 NO 3 - + 6 H 2 O + 12 H + > 3NH 3 + 5 Al(OH) 3

> 3NH 3 + 9 H 2 O

C-08 - Dada la reaccin:

CLORURO DE COBALTO(II) + PERMANGANATO DE POTASIO + XIDO DE MERCURIO(II) + AGUA > > HIDRXIDO DE COBALTO(III) + DIXIDO DE MANGANESO + CLORURO DE MERCURIO(II) + CLORURO DE POTASIO a) Ajstela por el mtodo del ion electrn, escribiendo las semirreacciones del oxidante y reductor, as como la reaccin inica total b) Ajuste la reaccin global

RESOLUCIN La reaccin es:

Co Cl 2 + K MnO 4 + HgO + H 2 O > Co(OH) 3 + MnO 2 + Hg Cl 2 + K Cl

Escribimos la reaccin determinando los nmeros de oxidacin de todos los elementos que forman parte de los compuestos que intervienen en la reaccin para determinar cuales son los que cambian:

donde podemos ver que modifican su nmero de oxidacin el Cobalto (pasa desde 2+ a 3+) y el Mn( pasa desde 7+ a 2+) Los equilibrios de disociacin de los cidos, bases y sales que intervienen en el proceso son: Co Cl 2 KMnO 4 <===> Co 2 + + 2.Cl <===> K + + MnO 4 Co(OH) 3 <===> Co 3 + + 3 OH (El MnO 2 es un xido y por tanto no se disocia)

de donde tomamos los iones en los cuales se encuentran los elementos que modifican su n de oxidacin para escribir las correspondientes semirreacciones, que son: Co 2 + > Co 3 + MnO 4 - > MnO 2

Ajuntamos estas semirreacciones aadiendo H 2 O donde se necesite oxgeno, despus, se aaden H + en el miembro donde se necesite Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, con lo que nos quedan: OXIDANTE: MnO 4 - + 4 H + + 3 e - > MnO 2 + 2 H 2 O pero como esta reaccin no tiene lugar en medio cido, hemos de eliminar los H + aadindole a cada miembro de la misma 4 OH - por lo que queda: MnO 4 - + 4 H + + 4 OH - + 3 e - > MnO 2 + 2 H 2 O + 4 OH - y al simplificarla, teniendo en cuenta que 4 H + + 4 OH - = 4 H 2 O: y as nos queda: MnO 4 - + 2 H 2 O + 3 e - > MnO 2 + 2 H 2 O + 4 OH REDUCTOR: Co 2 + > Co 3 ++ 1 e -

Para igualar el n de electrones ganados al de perdidos, multiplicamos la segunda por 3 MnO 4 - + 2 H 2 O + 3 e - > MnO 2 + 4 OH 3.Co 2 + > 3.Co 3 + + 3 e -

y las sumamos

3.Co 2 + + MnO 4 - + 2 H 2 O > MnO 2 + 4 OH - + 3.Co 3 + que es la reaccin inica total,.

Para ajustar ahora la reaccin global, hemos de llevar estos coeficientes a la misma, pero hemos de arreglar antes algunos coeficientes, ya que el Co 3 + se encuentra en el mismo compuesto que los OH - y que el Oxgeno no ha quedado ajustado ya que tambin est presente en el HgO, por lo que hemos de aadir ms cantidad de agua, y dado que en el agua, los H estn como H 2, si pusiramos 3 Co(OH) 3, necesitaremos 9 H, es decir 9/2 H 2 O lo cual nos implicara 9/2 de tomos de Oxgeno, lo cual no puede ser, por lo que hemos de multiplicar los coeficientes del Mn y Co por 2, ajustando despus a ojo todos los dems, dejando para los ltimos el Hg, Cl y K, que no intervienen en la reaccin inica:

6.Co Cl 2 + 2.K MnO 4 + 5.HgO + 9.H 2 O > 6.Co(OH) 3 + 2.MnO 2 + 5.Hg Cl 2 + 2. K Cl

que es ya la reaccin global ajustada.

C-09 - Ajustar la siguiente reaccin empleando el mtodo del ion-electrn:

As + KBrO + KOH > K 3 AsO 4 + KBr + H 2 O RESOLUCIN Escribimos la reaccin determinando los nmeros de oxidacin de todos los elementos que forman parte de los compuestos que intervienen en la reaccin para determinar cuales son los que cambian:

donde podemos ver que cambian su nmero de oxidacin el Bromo (pasa de 1+ a 1-) y el As( pasa de 0 a 5+) Los equilibrios de disociacin de los cidos, bases y sales que intervienen en el proceso son: KBrO <===> K + + BrO KOH <===> K + + OH K 3 AsO 4 <===> 3.K + + AsO 4 3 KBr <===> K + + Br -

de ah tomamos los iones en los cuales se encuentran los elementos que modifican su n de oxidacin para escribir las correspondientes semirreacciones, que son: BrO - > Br As > AsO 4 3 -

Ajuntamos estas semirreacciones aadiendo H 2 O donde se necesite oxgeno, despus, se aaden H + en el miembro donde se necesite Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, con lo que nos quedan: BrO - + 2.H + + 2 e - > Br - + H 2 O As + 4 H 2 O > AsO 4 3 - + 8.H + + 5.e Pero dado que la reaccin tiene lugar el medio bsico, se aade a cada miembro de cada reaccin tantos OH - como H + existan en la reaccin, de esta forma, con los H + que tenemos y los OH - aadidos, se formar agua, la cual se simplifica si es posible: BrO - + (2.H + + 2.OH -) + 2 e - > Br - + H 2 O + 2.OH As + 4 H 2 O + 8.OH - > AsO 4 3 - +( 8.H + + 8.OH -) + 5.e ==> BrO - + H 2 O + 2 e - > Br - + 2.OH ==> As + 8.OH - > AsO 4 3 - + 4 H 2 O + 5.e Y estas dos ltimas son las semirreacciones que tienen lugar, por lo que multiplicamos la primera por 5 y la segunda por 2 para que el n de electrones ganados y perdidos sea el mismo, y finalmente las sumamos: (BrO - + H 2 O + 2 e - > Br - + 2.OH - ).5 ==> 5.BrO - + 5.H 2 O + 10 e - > 5.Br - + 10.OH (As + 8.OH - > AsO 4 3 - + 4 H 2 O + 5.e -).2 ==> 2.As + 16.OH - > 2.AsO 4 3 - + 8 H 2 O + 10.e Las cuales, una vez sumadas, nos dan la reaccin inica total:

2.As + 5.BrO - + 6.OH - > 2.AsO 4 3 - +5.Br - + 3 H 2 O

Y la reaccin completa es:

2.As + 5.KBrO + 6.KOH > 2.K 3 AsO 4 + 5.KBr + 3 H 2 O

C-10 - Ajustar mediante el mtodo del ion-electrn la siguiente reaccin qumica:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 > K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + S + H 2 O RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, al disociar los diferentes reactivos y productos disociables (cidos, bases y sales) , tenemos: K 2 Cr 2 O 7 <===> 2 K + + Cr 2 O 7 2 H 2 S <===> 2.H + + S 2 H 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 <===> 2 Cr 3 + + 3 SO 4 2 K 2 SO 4 <===> 2 K + + SO 4 2 -

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Cr, que pasa de Cr 2 + a Cr 3 + y el S, que pasa de S 2- a S , y se escogen los iones en los cuales se encuentren, escribiendo las correspondientes semirreacciones y se ajustan, aadiendo H 2 O para ajustar el oxgeno, H + para ajustar el Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, que dndonos:

Para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, debe multiplicarse la segunda semirreaccin por 3, tras lo cual se suman ambas para obtener la reaccin inica total:

y estos coeficientes se llevan ya a la reaccin completa, en la cual solamente hay que ajustar, si es necesario, el nmero de tomos de aquellos elementos que no intervienen en la reaccin redox: S y K, teniendo en cuenta, adems, que los 14 H + proceden tanto del H 2 S, como del H 2 SO 4 ; as la reaccin completa ajustada es:

K 2 Cr 2 O 7 + 3 H 2 S+ 4 H 2 SO 4 ----> 3 S + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 7 H 2 O C-11 -Ajustar la siguiente reaccin redox por el mtodo del ion-electrn:
KNO3 + Al + KOH -> NH3 + KAIO 2 RESOLUCIN Los nmeros de oxidacin de todos los elementos que intervienen en la reaccin son:

Las disociaciones de los cidos, bases y sales son KNO 3 <===> K + + NO 3 KOH <===> K + + OH KAlO 2 <===> K + + AlO 2 En la cual vemos que cambian de valencia el NITROGENO y el ALUMINIO Las semirreacciones correspondientes a los iones que contienen a los tomos que cambian su valencia son: Al > AlO 2
-

Las cuales, una vez ajustadas, quedan:

Al + 2 H 2 O > AlO 2 -+ 4 H + + 3 eNO 3 - + 9 H + + 8 e > NH 3 + 3 H 2 O

NO 3 - > NH 3

Pero dado que el proceso tiene lugar en medio bsico, hemos de eliminar los H + , para lo cual aadimos a cada miembro de cada semirreaccin tantos OH - como H + haya, de manera que los H + existentes se combinarn con los OH - aadidos para formar agua, que despus se simplifica, as: Al + 2H 2 O + 4OH - > AlO 2 -+ (4H ++ 4OH - ) + 3eNO 3 - + (9H + + 9OH - ) + 8e - > NH 3 + 3H 2 O + 9OH Al + 4OH - > AlO 2 -+ 2H 2 O + 3eNO 3 - + 6H 2 O+ 8e - > NH 3 + + 9OH -

Y para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, multiplicamos la primera de ellas por 8 y la segunda por tres, sumando ambas despus para obtener la reaccin inica total 8.Al + 32.OH - > 8.AlO 2 -+ 16.H 2 O + 24.e3.NO 3 - + 18.H 2 O+ 24.e - > 3.NH 3 + + 27.OH -

8.Al + 5.OH - + 3.NO 3 - + 2.H 2 O > 3.NH 3 + 8.AlO 2

Y estos coeficientes se llevan a la reaccin dada:

3. KNO3 + 8.Al + 5.KOH + 2.H 2 O -> 3.NH3 + 8.KAIO2

C-12 - La reaccin entre el cido sulfhdrico y el cido sulfuroso produce azufre y agua. Ajuste dicha

reaccin por el mtodo del ion electrn: H 2 S + H 2 SO 3 > S + H 2 O RESOLUCIN Los nmeros de oxidacin de los elementos que intervienen en esta reaccin son:

en ella vemos que cambia su nmero de oxidacin el S (pasa por una parte de S - 2 a S y por otra parte, pasa de S + 4 a S) La disociaciones correspondientes a las sustancias disociables son:: H 2 S <==> 2.H + + S 2 H 2 SO 3 <==> 2.H + + SO 3 2 - , por lo que la reaccin, escrita con las sustancias ya disociadas, es:

2.H + + S 2 - + 2.H + + SO 3 2 - > S + H 2 O

Las semirreacciones correspondientes al oxidante y al reductor son: Oxidante: Reductor: Para igualar el n de electrones, multiplicamos la segunda por 2, y nos quedar:

, las cuales hay que ajustar:

Y la reaccin inica global es la suma de estas dos semirreacciones: : y por lo tanto la reaccin completa es:

2.H 2 S + H 2 SO 3 > 3.S + 3.H 2 O

C-13 - Completar y ajustar, por el mtodo del ion-electrn, la reaccin entre el permanganato potsico y el
agua oxigenada, en presencia de cido sulfrico, para dar, entre otras sustancias, sulfato manganoso y oxgeno molecular, indicando quin acta como oxidante y quin como reductor. RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el O, que pasa de O 1- a O , Por ello, disociamos los compuestos en los cuales se encuentran estos elementos que cambian su nmero de oxidacin: K MnO 4 <==> K + + MnO 4 Y MnSO 4 <===> Mn 2 + + SO 4 2 -

Tanto el H 2 O 2 como el O 2 no se disocian. Las semirreacciones que tienen lugar son: Oxidante: MnO 4 - + 8.H + + 5.e - > Mn 2 + + 4 H 2 O Reductor: H 2 O 2 > O 2 + 2.H + + 2.e Para igualar el nmero de electrones ganados por el oxidante al de perdidos por el reductor, multiplicamos la

primera por 2 y la segunda por 5, sumndolas despus: 2.MnO 4 - + 16.H + + 10.e - > 2.Mn 2 + + 8 H 2 O 5.H 2 O 2 > 5.O 2 + 10.H + + 10.e -

2.MnO 4 - + 5.H 2 O 2 + 6.H + > 2.Mn 2 + + 5.O 2

y estos coeficientes se sustituyen en la reaccin inicial,

+ 8 H2O

2.K MnO 4 + 5.H 2 O 2 + 3.H 2 S O 4 > K 2 SO 4 + 2.MnSO 4 + 5.O 2 + 8.H 2 O C-14 - Completar y ajustar por el mtodo del ion electrn la reaccin entre los cidos ntrico y sulfhdrico,
para dar azufre y xido de nitrgeno (II). RESOLUCIN Los nmeros de oxidacin de los elementos que intervienen en esta reaccin son:

en ella vemos que cambia su nmero de oxidacin el S (pasa de S - 2 a S ) y el N (pasa de N + 5 a N + 2 ) La disociaciones correspondientes a las sustancias disociables son: H 2 S <==> 2.H + + S 2 H NO 3 <==> H + + NO 3 - , por lo que la reaccin, escrita con las sustancias ya disociadas, es:

2.H + + S 2 - + H + + NO 3

> S + NO + H 2 O
, las cuales hay que ajustar:

Las semirreacciones correspondientes al oxidante y al reductor son: Oxidante: Reductor:

Para igualar el n de electrones, multiplicamos la primera por 2 y la segunda por 3, y nos quedar: La reaccin inica es:

y por lo tanto la reaccin completa es:

3.H 2 S + 2.HNO 3 > 2.NO + 3.S + 4.H 2 O

Grupo D- AJUSTE DE REACCIONES REDOX SIN CONOCER LA REACCIN D-01 - Completar y ajustar, por el mtodo del in electrn, la formacin de bromo a partir de bromuro
potsico, mediante la accin del dicromato potsico que, en presencia de cido sulfrico, pasa a sal crmica, indicando adems cual es agente oxidante y cual el reductor. RESOLUCIN La reaccin completa que tiene lugar es:

K 2 Cr 2 O 7 + K Br + H 2 SO 4 ----> Br 2 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4

en la cual se deben determinar los nmeros de oxidacin de todos los elementos que intervienen en ella:

Donde, al disociar los diferentes reactivos y productos disociables (cidos, bases y sales) , tenemos: K 2 Cr 2 O 7 <===> 2 K + + Cr 2 O 7 2 K Br <===> K + + Br H 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 <===> 2 Cr 3 + + 3 SO 4 2 K 2 SO 4 <===> 2 K + + SO 4 2 Se determinan los elementos que modifican su nmero de oxidacin en el transcurso de la reaccin, y que son: el Cr, que pasa de 6+ a 3+ y el Br, que pasa de 1- a 0, y se escogen los iones en los cuales se encuentren, escribiendo las correspondientes semirreacciones y se ajustan, aadiendo H 2 O para ajustar el oxgeno, H + para ajustar el Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, que dndonos:
-

Para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, debe multiplicarse la segunda semirreaccin por 3, tras lo cual se suman ambas para obtener la reaccin inica total:

y estos coeficientes se llevan ya a la reaccin completa, en la cual solamente hay que ajustar, si es necesario, el nmero de tomos de aquellos elementos que no intervienen en la reaccin redox: S y K:

K 2 Cr 2 O 7 + 6 K Br + 7 H 2 SO 4 ----> 3 Br 2 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 7 H 2 O D-02 - La valoracin de una disolucin de nitrito de potasio se hace con permanganato de potasio en
medio cido sulfrico, obtenindose el correspondiente nitrato de potasio y sulfato de manganeso(II), adems de algo de sulfato de potasio. Ajusta la correspondiente reaccin por el mtodo del ion electrn, escribiendo las semirreacciones correspondientes al oxidante y al reductor, as como las reacciones inica y total. RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el N, que pasa de N 3+ a N 5 + . Las disociaciones de los cidos, bases y/o sales son: K MnO 4 <===> K + + MnO 4 KNO 3 <===> K + + NO 3 -

KNO 2

<===> K + + NO 2 -

H 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 K 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 -

MnSO 4 <===> Mn 2 + + SO 4 2 -

Y las semirreacciones que tienen lugar son OXIDANTE: MnO 4 - + 8 H + + 5 e - > Mn 2 + + 4 H 2 O REDUCTOR: NO 2 - + H 2 O > NO 3 - + 2 H + + 2.e -

por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 5, y la primera por 2, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

2.K MnO 4 + 5.KNO 2 + 3.H 2 SO 4 > 5.KNO 3 + 2.MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3.H 2 O D-03 - Al calentar clorato de potasio (K ClO 3 ) con cido oxlico (C 2 O 4 H 2 ), se forma dixido de cloro
(ClO 2 ), dixido de carbono (CO 2 ), oxalato potsico (K 2 C 2 O 4 ) y agua. Ajustar la reaccin por el mtodo del ion-electrn e indicar cual es el agente oxidante y el reductor. RESOLUCIN La reaccin completa que tiene lugar es: K ClO 3 + H 2 C 2 O 4 > ClO 2 + CO 2 + K 2 C 2 O 4 + H 2 O El primer paso es determinar los nmeros de oxidacin de todos los elementos que intervienen para identificar cuales cambian su n de oxidacin. Estos nmeros son:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Cl (pasa de 5+ a 4+) y el C (pasa de 3+ a 4+). Algunos de los compuestos que intervienen: cidos, bases o sales se disocian, por lo que realmente en la reaccin redox quienes intervienen son los iones no los compuestos enteros, por lo que hemos de disociarlos; en eta reaccin solamente se disocian: K ClO 3 ,H 2 C 2 O 4 y K 2 C 2 O 4 K ClO 3 <===> K + + ClO 3 ; H 2 C 2 O 4 <===> 2H + + C 2 O 4 2 - ; K 2 C 2 O 4 <===> 2K + + C 2 O 4 2 -

Las semirreacciones que tienen lugar son, por tanto ClO 3 > ClO 2 Ajustandolas, nos quedan ClO 3 - + 2 H + + 1 e - > ClO 2 + H 2 O (OXIDANTE) C2O42(REDUCTOR) > 2 CO 2 + 2 e -

C 2 O 4 2 - > CO 2

Y para igualar el n de electrones entre ambas, multiplicamos la primera por 2, y despus las sumamos para obtener la reaccin inica total: 2 ClO 3 - + 4 H + + 2 e - > 2ClO 2 + 2 H 2 O C2O42> 2 CO 2 + 2 e -

2 ClO 3 - + 4 H + + C 2 O 4 2 - > 2 CO 2 + 2ClO 2 + 2 H 2 O

Y para obtener la reaccin completa, llevamos a ella estos coeficientes

2 K ClO 3 + 2 H 2 C 2 O 4 > 2 ClO 2 + 2 CO 2 + K 2 C 2 O 4 + 2 H 2 O

El agente OXIDANTE es el K ClO 3 El agente REDUCTOR es el H 2 C 2 O 4

D-04 - La reaccin entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidrxido de

potasio conduce a la formacin de manganato de potasio (tetraoxomanganato(VI) de potasio), yodato de potasio y agua. Ajusta la reaccin por el mtodo del ion-electrn, identificando las semirreacciones correspondientes

al oxidante, al reductor, la reaccin inica y la reaccin total RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Manganeso y el Yodo Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son: K Mn O 4 <= => K + + Mn O 4 Kl <= => K + + l -

K 2 MnO 4 <= => 2 K + + MnO 4 2 K IO 3 <= => K + + IO 3 -

Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: Mn O 4 + 1 e - > MnO 4 2 -

REDUCTOR l - + 3 H 2 O > IO 3 - + 6 H + + 6 e - pero como el proceso tiene lugar en medio bsico, hemos de eliminar todos los H + para lo cual le aadimos a cada miembro de esta ltima tantos OH - como H + haya, con los que se formar agua, simplificando a continuacin la reaccin resultante: l - + 3 H 2 O + 6 OH - > IO 3 - + 6 H + + 6 OH - + 6 e - ==> l - + 3 H 2 O + 6 OH - > IO 3 - + 6 H 2 O + 6 e - ==> l - + 6 OH - > IO 3 - + 3 H 2 O + 6 e por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos la primera por 6, dejando la segunda como est, con lo que nos quedan: 6.Mn O 4 - + 6 e - > 6.MnO 4 2 l - + 6 OH > IO 3 - + 3 H 2 O + 6 e -------------------------- ------------------- ----------------------------

6.Mn O 4 - + l - + 6 OH - > 6.MnO 4 2 - + IO 3 - + 3 H 2 O , que es la reaccin inica

La reaccin total se obtiene de sustituir los coeficientes en ella, quedandonos:

6.KMn O 4 + Kl + 6 KOH > 6.K 2 MnO 4 + KIO 3 + 3 H 2 O

D-05 - El permanganato de potasio, en medio cido, es capaz de oxidar al sulfuro de hidrgeno a azufre
pasando el permanganato a in manganeso (II). a) Ajuste la reaccin inica por el mtodo del in-electrn indicando la especie que se oxida y la que se reduce. b) Suponiendo que el cido empleado es el cido sulfrico, complete la reaccin que tiene lugar. RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar con los nicos datos que nos dan es: K MnO 4 + H 2 S + Donde solamente hemos de disociar aquellos compuestos que no lo estn, y que son: K Mn O 4 <===> K + + Mn O 4 + 2H 2 S <===> 2.H + S
-

H + > Mn 2 + + S,

Donde, tal como nos indican, cambia el Mn O 4 hasta Mn 2 + y el S, que pasa de S 2- a S , escribiendo las correspondientes semirreacciones y se ajustan, aadiendo H 2 O para ajustar el oxgeno, H + para ajustar el Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, que dndonos:

Para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, debe multiplicarse la primera semirreaccin por 2 y la segunda semirreaccin por 5, tras lo cual se suman ambas para obtener la reaccin inica total:

y esta es la reaccin inica total. Dado que nos indican que se utiliza el cido sulfrico, todos los protones del primes miembro que no procedan del H 2 S, los aportar el cido sulfrico, en cual dar tambin las correspondientes sales en los productos de reaccin con los cationes que se forman ( los Mn 2 + procedentes de la reduccin del permanganato, y los K + que formaban parte tambin de dicho compuesto) as, tendremos la siguiente reaccin completa:

2 K MnO 4 + 5 H 2 S + 3 H 2 SO 4 > K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 5 S + 8 H 2 O D-06 - El sulfito sdico, Na 2 SO 3 , reacciona con el permanganato potsico, K MnO 4 , en medio cido
sulfrico, dando, entre otros productos MnSO 4 y Na 2 SO 4 . a) Escriba ajustadas las semirreacciones de oxidacin y de reduccin. b) Ajuste, por el mtodo del in-electrn, las reacciones inica y molecular RESOLUCIN Los reactivos son, como nos indican, Na 2 SO 3 , K MnO 4 y H 2 SO 4 , mientras que los productos de la reaccin sern: Mn SO 4 y Na 2 SO 4 , que tambin nos lo indican, y deber formarse tambin K 2 SO 4 pues hay K en los reactivos aunque no intervenga en el proceso redox, adems de agua, si esta es necesaria. Por tanto la reaccin ser: K MnO 4 + Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 > Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + Mn SO 4 + H 2 O La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el S, que pasa de S 4 + a S 6 + , por lo que vamos a disociar los compuestos en los que se encuentran, aunque en el caso del S 6 + , se encuentra en cualquiera de los compuestos es la forma de ion sulfato: SO 4 2 K MnO 4 <===> K + + MnO 4 -------------------- Mn SO 4 <===> Mn 2 + + SO 4 2 Na 2 SO 3 <===> 2 Na + + SO 3 2 Escribimos las correspondientes semirreacciones que se ajustan, aadiendo H 2 O para ajustar el oxgeno, H + para ajustar el Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, quedndonos:

Para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, debe multiplicarse la primera semirreaccin por 2 y la segunda semirreaccin por 5, tras lo cual se suman ambas, simplificando el H 2 O y el H + para obtener la reaccin inica total: por lo que la reaccin inica ser:

, y trasladando estos coeficientes a la reaccin total en la que hemos de ajustar a ojo el Na y el K, pues no intervienen en el proceso redox, nos quedar:

2.K MnO 4 + 5.Na 2 SO 3 + 3.H 2 SO 4 >5.Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 2.Mn SO 4 + 3.H 2 O D-07 - Completar y ajustar, por el mtodo del ion electrn, la reaccin que se produce al tratar nitrito
potsico con permanganato potsico en medio clorhdrico.

RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el N, que pasa de N 3+ a N 5 + . Las disociaciones de los cidos, bases y/o sales son: K MnO 4 <===> K + + MnO 4 KNO 3 <===> K + + NO 3 -

KNO 2

<===> K + + NO 2 -

HCl <===> H + + Cl KCl <===> K + + Cl -

MnCl 2 <===> Mn 2 + + 2.Cl 1 -

Y las semirreacciones que tienen lugar son OXIDANTE: MnO 4 - + 8 H + + 5 e - > Mn 2 + + 4 H 2 O REDUCTOR: NO 2 - + H 2 O > NO 3 - + 2 H + + 2.e por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 5, y la primera por 2, con lo que nos quedan:

La reaccin inica es: Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

2.K MnO 4 + 5.KNO 2 + 6.HCl > 5.KNO 3 + 2.MnCl 2 + 2.KCl + 3.H 2 O D-08 - En disolucin acuosa y en medio cido sulfrico, el permanganato de potasio reacciona con el
perxido de hidrgeno dando Mn(II), oxgeno y agua. A) Ajustar la reaccin por el mtodo del ionelectrn indicando las especies oxidantes y reductoras. B) Calcular cuantos moles de perxido de hidrgeno se necesitan para obtener 1 litro de oxgeno medido en Condiciones Normales RESOLUCIN: A - Se identifican los elementos que cambian su nmero de oxidacin, determinando los nmeros de oxidacin que tienen todos los elementos en los compuestos que aparecen en la ecuacin, tanto en los reactivos como en los productos:

en la cual vemos que cambia el nmero de oxidacin el Mn (pasa de 7+ a 2+) y el Oxgeno (pasa de 1- a 0), ya que cambia el oxgeno que est presente en el H2 O2 el cual pasa a O2, pues debe suponerse que los dems oxgenos existentes en los reactivos con nmero de oxidacin 2- continan con 2- en los productos de reaccin. B - Se disocian los compuestos en los cuales se encuentren los elementos que cambian su nmero de oxidacin (debe tenerse en cuenta que solamente se disocian los cidos, las bases y las sales) KMnO4 W K + + MnO4y MnSO4 W Mn2+ + SO4 2- (No se disocian ni el H2 O2 ni el O2 ) C - Se escribe la reaccin solamente con los iones y/o compuestos sin disociar que contengan a los elementos que cambian su nmero de oxidacin. Asimismo, si la reaccin transcurre en medio cido, debe aadirse H + en los reactivos, aunque si no se hace, cuando se ajuste la reaccin, nos aparecern esos iones H + : MnO4- + H2 O2 + H + Mn2+ + O2 D - Se escriben las semirreacciones de cada uno de los iones, igualandolas. Para ello, 1- Se igualan los oxgenos aadiendo agua al miembro donde falten,

2- Los Hidrgenos se igualan aadiendo protones (H + ) al miembro donde sea necesario, 3- Se igualan las cargas aadiendo electrones al miembro donde falten cargas negativas

E - Se multiplican ambas semirreacciones por unos coeficientes mnimos tales que hagan el nmero de electrones ganados por el oxidante (corresponde a la semirreaccin que tiene los electrones en los reactivos) sea igual al de electrones perdidos por el reductor (ste corresponde a la semirreaccin que tiene los electrones en los productos). En este caso debe multiplicarse la primera por 2 y la segunda por 5:

donde al sumar ambas se simplifica, si es posible. Aqu, se eliminan los 10 e-, as como de los 16 H+ presentes en los reactivos de la primera semirreaccin se eliminan los 10 protones que aparecen en los productos de la segunda semirreaccin, quedando solo 6 H+ en los reactivos, obtenindose de esta forma la reaccin inica correspondiente. F - Para ajustar la reaccin completa, se trasladan a ella los coeficientes de esta reaccin inica, teniendo en cuenta que los H+ proceden del cido sulfrico y que siempre es necesario ajustar aquellos elementos que no han intervenido en la reaccin inica, como es el caso del S y del K

2 KMnO 4 + 5 H 2O 2 + 3 H 2SO 4

2 MnSO 4 + K 2SO 4 + 5 O 2 + 8 H 2O

El n de moles contenidas en 1 Litro de Oxgeno en C.N. se determina aplicando la ecuacin general de los gases:

= 0,0447 moles de O 2

De acuerdo con la estequiometra de la reaccin: 5 moles de H 2 O 2 producen 5 moles de O 2 ,es decir, el mismo nmero de moles, por lo que para obtener 0,0447 moles de O 2

se necesitarn 0,0447

moles de H 2 O 2

Grupo E- AJUSTE DE REACCIONES REDOX + ESTEQUIOMETRIA E-01 - Al hacer reaccionar el dicromato de potasio con cido clorhdrico se forma la correspondiente sal
de cromo trivalente a la vez que se desprende un gas amarillo verdoso y se forman otros compuestos solubles en agua. a) Escriba la reaccin que tiene lugar ajustada por el mtodo del ion electrn b) Cuntos mililitros de cido clorhdrico del 37% y densidad 1,19 g/ml se necesitarn para reaccionar con 7 g de dicromato de potasio? c) Qu volumen de gas, medido a 1 atm y 20C, se formar en el proceso anterior? RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Cr y el Cl Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son: K 2 Cr 2 O 7<= => 2 K + + Cr 2 O 7 KCl <= => K + + Cl 2-

HCl

<= => H + + Cl CrCl 3 <= => Cr 3+ + 3 Cl -

Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: REDUCTOR Cr 2 O 7 2 Cl

2-

+ 14 H + + 6 e - > 2 Cr
2

3+

+ 7 H2 O

> Cl

+ 2 e-

por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 3, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl ---> 2 KCl + 2 CrCl 3 + 3Cl 2

+ 7H 2 O

Los clculos estequiomtricos posteriores, se realizan a partir de esta reaccin, ya ajustada:

K 2 Cr 2 O 7
1mol = 294 g 7g

14 HCl

-->

2 KCl +

2 CrCl 3 +

3 Cl 2 +
3 mol=3.71 g Y

7H2O

14 mol=14.36,5 g X

donde

y dado que se trata de una disolucin al 37%, la cantidad de

disolucin en la que hay 12,17 g de soluto H Cl es: Y puesto que su densidad es 1,19g/ml, el volumen de esta disolucin es:

Para determinar la cantidad de cloro obtenida, partimos de la reaccin estequiomtrica: , los cuales, aplicandole la ecuacin general de los gases ideales, ocupan:

E-02 - El cido ntrico reacciona con el sulfuro de hidrgeno gas dando, entre otras cosas, azufre slido y
monxido de nitrgeno. A) Escribe la reaccin ajustada por el mtodo del ion electrn. B) Determina el volumen de sulfuro de hidrgeno, medido a 2 atm y 60C necesario para reaccionar con 500 ml de una disolucin de cido ntrico 0,2 Molar.

RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el N y el S Las disociaciones que tiene lugar en los cidos presentes en esta reaccin son: H N O 3<= => H + + NO 3
-

H2S

<= => 2 H + + S 2 -

El NO es un xido, por lo que no se disocia. Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: NO 3
-

+ 4 H + + 3 e - > NO

+ 2 H2 O

REDUCTOR S 2 - > S + 2 e por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 3, y la primera por 2, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

2 HNO 3 + 3 H 2 S ---> 2 NO + 3 S + 4 H 2 O
Los clculos estequiomtricos posteriores, se realizan a partir de esta reaccin, ya ajustada:

2 HNO 3
2mol 0,1 moles

+ 3 H2S
3 mol = 3.34 g X

-->

2 NO +

3S +

4H2O

donde la cantidad de la disolucin de cido ntrico la determinamos partiendo de la Molaridad de esa disolucin, que es: por lo que la cantidad de H 2 S es: los cuales, aplicandole la ecuacin general de los gases ideales, ocupan:

E-03 - Una muestra de 2 metros cbicos de aire, medidos en condiciones normales, se pasa a travs de
una disolucin de yoduro sdico, donde el ozono existente experimenta la reaccin: 0 3 + I - + H 2 O > O 2 + I 2 + OH
-

El yodo formado se valora con disolucin 0, 01 M de tiosulfato sdico, que reacciona con el yodo

segn la reaccin: I 2 + S 2 O

23

> I

+ S4O

26

gastndose en dicha valoracin 0,04 mL.

Se pide: a) Ajustar las reacciones redox que intervienen en el problema. b) Calcular el nmero de moles de yodo que han reaccionado con los 0,04 mL, de la disolucin de tiosulfato sdico c) El nmero de moles de ozono que haba en los 2 metros cbicos de aire. d) El volumen que ocupar dicha cantidad de ozono a 200 C y 27 atm. RESOLUCIN A)

B) De acuerdo con esta ltima reaccin cada mol de yodo (I 2 ) reacciona con dos moles de tiosulfato de sodio (Na 2 S 2 O 3) y partiendo de la cantidad de disolucin de este reactivo gastada (0,04 mL) y de su concentracin Molar (0,01 Molar), el nmero de moles de tiosulfato de sodio gastadas es: n = 0,00004 . 0,01 = 4.10 - 7 moles de tiosulfato de sodio gastadas, por lo que el nmero de moles de yodo ser la mitad:

n = 2.10 - 7 moles de yodo que reaccionan con esa cantidad de tiosulfato de sodio
C) De acuerdo con la primera de las dos reacciones, ajustada: 0 3 + 2.I - + H 2 O > O 2 + I 2 + 2.OH - resulta que por cada mol de yodo (I 2 ) que se obtiene, haba un mol de ozono (O 3 ) es decir, que en la muestra de aire inicial hay el mismo nmero de moles de ozono que moles de yodo se obtienen; que, como habamos -7 3 calculado es 2.10 moles de ozono haba en la muestra de los 2 m de aire D) Para calcular el volumen que ocupar esa muestra de ozono, se le aplica la ecuacin general de los gases ideales, supuesto que se comporte como un gas ideal, y as tendremos que ocupar: P.V = n.R.T ==> 27.V = 2.10 - 7 .0,082.473 ;

V = 2,87.10

-7

Litros

E-04 - Para valorar una muestra de nitrito potsico impuro, de impureza no reductora, con una disolucin
valorada de permanganato potsico 0,05 M (0'25N), se pesan 0,46 g de dicha muestra y se diluyen en un litro de agua destilada, y acidulada con sulfrico, En la valoracin se alcanza el punto de viraje cuando se han gastado 40'0 mL de la disolucin de permanganato. Sabemos que en la reaccin, el nitrito pasa a nitrato, el permanganato a sal manganosa, y que las masas atmicas son: N=14'0; 0=16,0 K=39,0 S=32'0 e H=1'00. De acuerdo con los datos anteriores, calcule: a) Ajuste la reaccin por el mtodo del ion electrn b) El peso equivalente redox del nitrito potsico c) El porcentaje de nitrito puro en la mezcla d) Los gramos de cido sulfrico que se necesitan RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el N, que pasa de N 3+ a N 5 + . Las disociaciones de los cidos, bases y/o sales son: K MnO 4 <===> K + + MnO 4
-

KNO 2

<===> K + + NO 2 -

H 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 -

KNO 3 <===> K + + NO 3 -

MnSO 4 <===> Mn 2 + + SO 4 2 -

K 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 -

Y las semirreacciones que tienen lugar son OXIDANTE: MnO 4 - + 8 H + + 5 e - > Mn 2 + + 4 H 2 O REDUCTOR: NO 2 - + H 2 O > NO 3 - + 2 H + + 2.e por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 5, y la primera por 2, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

2.K MnO 4 + 5.KNO 2 + 3.H 2 SO 4 > 5.KNO 3 + 2.MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3.H 2 O

B) El peso equivalente de una sustancia es igual a: Siendo v la valencia, la cual en un proceso redox

es igual al nmero de electrones intercambiados en la correspondiente semirreaccin; en el caso del Nitrito de potasio, es 2, por lo que: ==>

Peq = 42,5 g/equivalente

C) Para determinar la riqueza de la muestra hemos de calcular la cantidad de nitrito de potasio que reacciona con el permanganato, segn la reaccin dada, en la cual se gastan 40,0 ml de una disolucin 0,05 M de Permanganato de potasio ( ; N moles = 0,04.0,05 = 2.10 - 3 moles de KMnO 4 gastadas.

Por tanto, de acuerdo con la estequiometra de la reaccin, la cantidad de nitrito de potasio que reacciona ser: 2.K MnO 4 + 2 mol=2.158=316 g 2.10 - 3 moles 5.KNO 2 + 5 mol=5.85=425 g X 3.H 2 SO 4 -----> 3 mol=3.98=294 g Y 5.KNO 3 + 2.MnSO 4 +

K 2 SO 4 +

3.H 2 O

donde 0,46 g, la riqueza de la misma en Nitrito de potasio es:

, y dado que la muestra que habamos tomado pesaba =

92,39% de pureza

D) Los gramos de cido sulfrico que necesitamos se obtienen tambin a partir de las relaciones estequiomtricas de la reaccin anterior, y son: =

0,294 g de H 2 SO 4 se necesitan

E-05 - El dicromato potsico reacciona con el yoduro potsico en presencia de cido sulfrico dando
sulfato potsico, sulfato de cromo (III) y yodo como productos de reaccin. Ajuste la reaccin por el mtodo del in electrn y calcule el volumen mnimo necesario de una disolucin 0,2 M de dicromato potsico necesario para obtener 6 g de yodo. Datos: masas atmicas: 1 = 127; 0 ~ 16; K = 39; Cr = 52 RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Cr y el l

Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son: K 2 Cr 2 O 7<= => 2 K + + Cr 2 O 7 Kl <= => K + + l 2-

H 2 SO 4 <= => 2 H + + SO 4 2 Cr 2 ( SO 4 ) 3 <= => 2 Cr 3 + + 3 SO 4 2 -

Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: REDUCTOR Cr 2 O 7 2l

2-

+ 14 H + + 6 e - > 2 Cr
2

3+

+ 7 H2 O

> l

+ 2 e-

por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 3, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

K 2 Cr 2 O 7 + 6 KI + 7 H 2 SO 4 ---> 4 K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3 l 2 + 7H 2 O
Los clculos estequiomtricos posteriores, se realizan a partir de esta reaccin, ya ajustada: K 2 Cr 2 O 7 + 1 mol = 294 g X 6 KI + 6mol=996 g 7 H 2 SO 4 7mol=686 g -> 4 K 2 SO 4 + 4mol=696 g Cr 2 (SO 4) 3 + 1 mol = 392 g 3 I2 + 3mol=762 g 6g 7 H2O 7mol=126 g

de donde, la cantidad de dicromato de potasio que se necesita es:

; X = 2,31 g de K 2 Cr 2 O

Pero como este compuesto est en forma de disolucin, hemos de utilizar la expresin de la Molaridad para calcular el volumen de la misma que ser necesario, y es: ;

L = 0,039 litros = 39 ml de disolucin de K 2 Cr 2 O7 se necesitan

E-06 - Dada la reaccin: Permanganato de potasio + yoduro de potasio + c. Sulfrico >
> sulfato de potasio + sulfato de manganeso(II) + yodo (I 2 ) + agua a) Escriba las semirreacciones correspondientes al oxidante y reductor indicando cual es cada una. b) Ajuste la reaccin molecular por el mtodo del ion electrn c) Si se dispone de una disolucin 2 M de permanganato de potasio, Qu volumen de la misma ser necesario para obtener 2 moles de yodo?

RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Manganeso y el Yodo Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son:

K Mn O 4 <= => K + + Mn O 4 Kl <= => K + + l -

H 2 SO 4 <= => 2 H + + SO 4 2 Mn SO 4 <= => Mn 2 + + SO 4 2 -

Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: Mn O 4 REDUCTOR 2l

-

+ 8 H + + 5 e - > Mn 2 + > l
2

+ 4 H2 O

+ 2 e-

por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos la primera por 2 y la segunda por 5, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

2 KMnO 4 + 10 KI + 8 H 2 SO 4 ---> 6 K 2 SO 4 + 2 Mn SO 4

+ 5l2 +8H2O

Los clculos estequiomtricos posteriores, se realizan a partir de esta reaccin, ya ajustada:

2 K MnO 4
2 mol = 316 g X

+ 10 KI + 10 mol=1660 g

8 H 2 SO 4 8mol=784 g

->

6 K 2 SO 4 + 6mol=1045,8 g

2 Mn SO 4 + 2mol = 302 g

5 I2 + 5mol=1269g 2 moles

8 H2O 8mol=144g

donde vamos a calcular la cantidad de permanganato de potasio(en moles o en gramos) necesario para obtener esas 2 moles de Yodo:

que hemos de tomar de la disolucin 2 M de la que disponemos, por lo que el volumen de la misma que es necesario se calcula a partir de la expresin de la Molaridad de una disolucin, y es:

V = 0,4 litros de la disolucin de K MnO 4 se necesitan

E-07 - Se disuelve una muestra de 10 g de cobre en cido sulfrico obtenindose 23,86 g de sulfato de
cobre(II), adems de oxido de azufre(IV) y agua. A) Ajuste la reaccin que tiene lugar por el mtodo del ion electrn B) Calcule la riqueza de la muestra inicial de cobre RESOLUCIN La reaccin completa que tiene lugar es: Cu + H 2 SO 4 ----> CuSO 4 + SO 2 + H 2 O en la cual se deben determinar los nmeros de oxidacin de todos los elementos que intervienen en ella:

Donde, al disociar los diferentes reactivos y productos disociables (cidos, bases y sales) , tenemos: H 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 CuSO 4 <===> Cu 2 + + SO 4 2 -

Se determinan los elementos que modifican su nmero de oxidacin en el transcurso de la reaccin, y que son: el Cu, que pasa de 0 a 2+ y el S, que pasa de 6+ a 4+, y se escogen los iones en los cuales se encuentren, escribiendo las correspondientes semirreacciones y se ajustan, aadiendo H 2 O para ajustar el oxgeno, H + para ajustar el Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, que dndonos:

Dado que el nmero de electrones ganados por el oxidante es el mismo que el de electrones perdidos por el reductor, se suman ambas para obtener la reaccin inica total: SO 4 2 - + 4H + + Cu > Cu 2 + + SO 2 + 2 H 2 O y estos coeficientes se llevan ya a la reaccin completa, en la cual solamente hay que ajustar, si es necesario, el nmero de tomos de aquellos elementos que no intervienen en la reaccin redox, en este caso el S, pues hay algunos que no cambian su nmero de oxidacin , que son los que van a formar parte del Sulfato de cobre(II)

Cu + 2 H 2 SO 4 ----> CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O
Para determinar la riqueza de la muestra de cobre, hemos de tener en cuenta la estequiometra de esta reaccin en la cual vemos que por cada mol de Cu que reacciona, se forma tambin 1 mol del sulfato de cobre, y dado que sabemos que se forman 23,86 g de sulfato de cobre, todo el cobre que haba en la muestra inicial ser el que se encuentra en estos 23,86 g del sulfato,:

= 9,50 g de Cu

Por tanto en los 10 g de la muestra inicial solamente haba 9,5 g de Cu. Su riqueza, por tanto, es:

% de Cu =

= 95% de pureza

E-08 - Al reaccionar 20 g de sulfato de cobre(II) con 30 g de yoduro potsico se obtiene yodo, yoduro de
cobre(I) y sulfato de potasio. Se pide: A) Ajuste la reaccin correspondiente por el mtodo del ionelectrn. B) El peso de yoduro de cobre(I) que se formar. DATOS: Pesos atmicos: Cu = 63,54; I = 126,90 ; K = 39,10 ; O = 16,00 ; S = 32,06 RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar, en la cual hemos de determinar los elementos que modifican su nmero de oxidacin al producirse la reaccin es:

donde podemos ver que cambian el nmero de oxidacin el Cu (pasa de 2+ a 1+) y el Yodo (de 1- a 0). Las disociaciones de los compuestos que lo hacen (cidos bases o sales) es CuSO 4 KI CuI K 2 SO 4 <===> Cu 2 + + SO 4 2 <===> K + + I <===> Cu + + I <===> 2 K + + SO 4 2 -

y de estos iones, tomamos aquellos en los que se encuentren los elementos que modifican su nmero de oxidacin para escribir las correspondientes semirreacciones, las cuales, ya ajustadas son: Cu 2 + + 1 e - > Cu + 2 I> I 2 + 2 e (OXIDANTE) (REDUCTOR)

Igualamos ahora el nmero de electrones ganados por el oxidante (Cu) al de perdidos por el reductor (I - ) multiplicando la primera de las reacciones por 2, y las sumamos:

2 Cu 2 + + 2 e - > 2 Cu + 2 I> I 2 + 2 e 2+ 2 Cu + 2 I > I 2 + 2 Cu +

que es la reaccin inica que tiene lugar. Estos coeficientes los llevamos a la reaccin original, y ya nos quedar ajustada:

2 CuSO 4 + 4 KI > 2 CuI + I 2 + 2.K 2 SO 4

B) Para calcular la cantidad de yoduro de cobre(I) que se forma hemos de acudir a la estequiometra de la reaccin, en la cual hemos de determinar si el reactivo limitante es el sulfato de cobre(II) o el yoduro de potasio; en este caso vamos a tomar el yoduro de potasio del cual tenemos 30 g, y calculamos los gramos que se necesitarn de sulfato de cobre, del cual hay 20 g, que han de ser menos de estos 20 g que tenemos (si no fuera as, el reactivo limitante sera el sulfato de cobre(II)) que es:

2 CuSO 4 +
2.159,6 = 319,2 g X

4 KI

>

2 CuI +
2.190.44 = 380,88 g Y

I2 +
253,8 g

2 K 2 SO 4
2.174,26 g

4.166 = 664 g 30

La cantidad que se necesitar de yoduro de potasio es:

14,42 g de CuSO 4 necesarios, pero

como tenemos 20 g nos confirma que el reactivo limitante es efectivamente el YODURO DE POTASIO. As, la cantidad de yoduro de cobre(I) que se obtiene es:

17,21 g de CuI obtenidos

E-09 - Una forma de preparar oxgeno puro en el laboratorio es calentar clorato de potasio slido, el cual
se descompone dando cloruro de potasio y oxgeno. Escribe y ajusta la reaccin que tiene lugar, identificando el oxidante y el reductor. Si se recoge sobre agua a una presin total de 755 mm Hg a una temperatura de 22C, Si disponemos de un clorato de potasio del 80% de riqueza, Qu cantidad del mismo habra que descomponer para producir 2 litros de gas hmedo? DATOS: Pesos atmicos: Cl = 35,5 ; H = 1,0 ; O = 16,0 ; Presin de vapor del agua a 22C = 20 mm Hg RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar el: K ClO 3 > K Cl + O 2 Para identificar el oxidante y el reductor, determinamos el nmero de oxidacin de cada uno de los elementos que intervienen en ella: como al reductor: OXIDANTE: es el CLORO, el cual pasa de 5+ a 1REDUCTOR: es el OXIGENO, que pasa de 2- a 0 Si la ajustamos por el mtodo del cambio de valencia (al no producirse esta reaccin en disolucin no se disociarn las sales, por lo que no tiene mucho sentido utilizar aqu el mtodo del ion electrn): En ella identificamos tanto al oxidante

y al llevar estos coeficientes a la reaccin inicial nos queda ya ajustada:

2.K ClO 3 > 2.K Cl + 3.O 2

La presin parcial del oxgeno que se obtiene es: POXIGENO = P TOTAL - PAGUA = 755 - 20 = 735 mm Hg Por tanto, en ese volumen de 2 litros, la cantidad de oxgeno que hay ser:

P.V = n.R.T ==>

; n OXIGENO = 0,080 moles de O 2 se obtienen

La estequiometra de la reaccin de descomposicin nos permitir calcular la cantidad de clorato necesaria:

2.K ClO 3 >

2 moles = 2.122,5 g X

2.K Cl + 3.O 2
2 moles 3 moles 0,08

X=

= 6,53 g de K ClO 3

puro que hay que descomponer

Dado que se dispone de un clorato de potasio del 80%, la cantidad del mismo que hay que descomponer ser:

X = 8,17 g de K ClO 3 hay que descomponer

E-10 - Dada la siguiente reaccin:

SULFATO DE URANIO(IV) + PERMANGANATO DE POTASIO + AGUA > > SULFATO DE URANILO (UO 2 SO 4 ) + SULFATO DE MANGANESO(II) + HIDROGENOSULFATO DE POTASIO + CIDO SULFRICO a) Ajustela por el mtodo del ion-electrn b) Cuantos gramos de sulfato de uranilo podrn obtenerse a partir de 1 Kg de un sulfato de uranio del 80% de riqueza si el rendimiento del proceso es de un 75%? RESOLUCIN Escribimos la reaccin determinando los nmeros de oxidacin de todos los elementos que forman parte de los compuestos que intervienen en la reaccin para determinar cuales son los que cambian:

donde podemos ver que modifican su nmero de oxidacin el Uranio (pasa desde 4+ a 6+) y el Mn( pasa desde 7+ a 2+) Los equilibrios de disociacin de los cidos, bases y sales que intervienen en el proceso son: U(SO 4 ) 2 <===> U 4 + + 2.SO 4 2 KMnO 4 <===> K + + MnO 4 UO 2 SO 4 <===> UO 2 2 + + SO 4 MnSO 4 <===> Mn 2 + + SO 4
-

de donde tomamos los iones en los cuales se encuentran los elementos que modifican su n de oxidacin para escribir las correspondientes semirreacciones, que son: U 4 + > UO 2 2 + MnO 4 - > Mn 2 +

Ajuntamos estas semirreacciones aadiendo H 2 O donde se necesite oxgeno, despus, se aaden H + en el miembro donde se necesite Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, con lo que nos quedan: OXIDANTE: MnO 4 - + 8 H + + 5 e - > Mn 2 + + 4 H 2 O

REDUCTOR: U 4 + + 2 H 2 O > UO 2 2 + + 4 H + + 2 e Para igualar el n de electrones ganados al de perdidos, multiplicamos la primera por 2 y la segunda por 5 2.MnO 4 - + 16.H + + 10 e - > 2.Mn 2 + + 8 H 2 O 5.U 4 + + 10 H 2 O > 5.UO 2 2 + + 20 H + + 10 e -

y las sumamos

2.MnO 4 -+ 5.U 4 + +16.H + + 10 H 2 O > 5.UO 2 2 + + 20 H ++ 2.Mn 2 + + 8. H 2 O y simplificamos 2.MnO 4 -+ 5.U 4 + + 2 H 2 O > 5.UO 2 2 + + 4 H ++ 2.Mn 2 +- + 18. H 2 O que es la reaccin inica total,

cuyos coeficientes llevamos a la reaccin global:

5.U(SO 4 ) 2 + 2.K MnO 4 + 2 H 2 O > 5 UO 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 2 KHSO 4 + H 2 SO 4

En la cual vemos que de cada 5 moles de U(SO 4 ) 2 (5.430 g) obtenemos otros 5 moles de UO 2 SO 4 (5.366 g). Dado que tenemos 1000 g del 80%, realmente tenemos 800 g de reactivo puro, y as: 5.430 g de U(SO 4 ) 2 ------ 5.366 g de UO 2 SO 4 800 g --------------------------- x x = 680,93 g de UO 2 SO 4 que se obtendran si el rendimiento fuera del 100%

pero como este rendimiento es solo del 75%, se obtendr el 75% de esa cantidad: X = 680,93.0,75 =

510,70 g de UO 2 SO 4 que se obtendrn

E-11 - El zinc en polvo reacciona con cido ntrico dando nitratos de zinc(II) y de amonio
a) Ajuste la reaccin por el mtodo del ion electrn b) Calcule el volumen de cido ntrico de riqueza del 40% en peso y densidad 1,25 g.cm - 3 necesarios para la disolucin de 10 g de zinc RESOLUCIN La reaccin que nos indican que tiene lugar es:

Zn + HNO 3 > Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3

En la cual deber formarse tambin agua, lo cual ya lo sabremos al ajustarla Escribimos la reaccin determinando los nmeros de oxidacin de todos los elementos que forman parte de los compuestos que intervienen en la reaccin para determinar cuales son los que cambian:

donde podemos ver que modifican su nmero de oxidacin el Zinc (pasa desde 0 a 2+) y el Nitrgeno( pasa desde 5+ a 3-) Los equilibrios de disociacin de los cidos, bases y sales que intervienen en el proceso son: HNO 3 <===> H + + NO 3 Zn(NO 3 ) 2 <===> Zn 2 + + 2.NO 3 NH 4 NO 3 <===> NH 4 + + NO 3 -

de donde tomamos los iones en los cuales se encuentran los elementos que modifican su n de oxidacin para escribir las correspondientes semirreacciones, que son: Zn 0 > Zn 2 + NO 3 - > NH 4 +

Ajuntamos estas semirreacciones aadiendo H 2 O donde se necesite oxgeno, despus, se aaden H + en el miembro donde se necesite Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, con lo que nos quedan: OXIDANTE: REDUCTOR 10 H + + NO 3 - + 8.e - > NH 4 + + 3 H 2 O Zn 0 > Zn 2 + + 2.e -

Para igualar el n de electrones ganados al de perdidos, multiplicamos la segunda por 4: OXIDANTE: REDUCTOR 10 H + + NO 3 - + 8.e - > NH 4 + + 3 H 2 O 4.Zn 0 > 4.Zn 2 + + 8.e -

Y las sumamos, con lo que obtenemos la reaccin inica que tiene lugar 10 H + + NO 3 - + 4.Zn 0 > 4.Zn 2 + + NH 4 + + 3 H 2 O

Para ajustar ahora la reaccin total, llevamos estos coeficientes a aquella, teniendo en cuenta que existen tomos de N que han modificado su nmero de oxidacin (los que has pasado a formar el ion amonio y que son los que hemos ajustado) pero tambin hay otros que mantienen el mismo nmero de oxidacin, y que son los

que forman parte del ion Nitrato. Adems y debido a sto, para el HNO 3 le correspondern dos coeficientes: el del H + y el del NO 3 - de la reaccin inica, por lo que se lle asigna el mayos de los dos, y nos quedar: 4. Zn + 10.HNO 3 > 4.Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3 H 2 O Para calcular la cantidad de cido ntrico necesaria para reaccionar con 10 g de Zn, hemos de tener en cuenta la estequiometra de la reaccin, a saber: 4. Zn + 4 moles = 261,6 g 10 de donde: X = = 10.HNO 3 > 10 moles = 630 g X 4.Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3 H2O

24,04 g de cido ntrico se necesitarn los cuales hemos de cogerlos de

una disolucin del 40% en peso y d = 1,25 g/mL SOLUTO MASA (g) VOLUMEN (ml) 24,04 + DISOLVENTE 36,17 = DISOLUCIN 60

G de disolucin = 24,04.

= 60,21 g de disolucin y de acuerdo con su densidad

d=

; 1,25 =

; de donde

V = 48,17 cm 3 de disolucin se necesitan

E-12 - Al hacer burbujear sulfuro de hidrgeno gaseoso a travs de cido ntrico se forma azufre, dixido
de nitrgeno y agua. A) Ajuste la reaccin de oxidacin reduccin por el mtodo del ion electrn e indique cuales son las especies oxidante y reductora B) Calcule la masa de azufre que se obtendr a partir de 15 mL de cido ntrico concentrado (del 60% en masa y d = 1,38 g/mL) RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el N y el S Las disociaciones que tiene lugar en los cidos presentes en esta reaccin son: H N O 3<= => H + + NO 3
-

H2S

<= => 2 H + + S 2 -

El NO 2 es un xido, por lo que no se disocia. Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: NO 3
-

+ 2 H + + 1 e - > NO 2 + H 2 O

REDUCTOR S 2 - > S + 2 e por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos la primera por 2, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

2 HNO 3 + H 2 S ---> 2 NO 2 + S + 2 H 2 O
B) Calculamos la cantidad de HNO 3 que tenemos para reaccionar, partiendo de su densidad y %: d= ; 1,38 = ; m = 20,7 g de la disolucin de HNO 3 , en la cual un 60% corresponde al reactivo puro,

que ser, por tanto: g = 20,7.0.60 = 12,42 g de cido ntrico puro que reaccionan Los clculos estequiomtricos posteriores, se realizan a partir de esta reaccin, ya ajustada:

2 HNO 3
2mol = 2.63 g 12,42 g

+ H2S

-->

2 NO 2 +

S +
1 mol = 32 g X

2H2O

y de ah: X =

;X

= 3,15 g de S se obtienen

E-13 - El yodo slido (I 2 ) en medio alcalino se dismuta en iones yoduro (I - ) y yodato (IO 3 - ).
a) Ajuste la reaccin inica y molecular por el mtodo del in-electrn, especificando cuales son las reacciones de oxidacin y de reduccin, cuando se usa hidrxido potsico. b) Cuantos gramos de yodo slido se necesitaran para obtener un litro de disolucin 10 - 2 molar en iones yoduro? RESOLUCIN La reaccin inica que tiene lugar en medio bsico es: Las semirreacciones que tienen lugar son: OXIDANTE: I 2 > I I 2 + 2 e - > 2. I 6 H 2 O + I 2 > 2 IO 3 - + 12 H + + 10 e - =>

I 2 + OH - > I - + IO 3 -

REDUCTOR: I 2 + OH - > IO 3 -

Puesto que el proceso tiene lugar en medio bsico, en la semirreaccin correspondiente al reductor hemos de eliminar los H + , para lo cual aadimos a ambos miembros de la misma tantos OH - como H + hay, formndose agua, la cual se simplifica despus: : 6 H 2 O + I 2 + 12 OH - > 2 IO 3 - + (12 H + + 12 OH - ) + 10 e 6 H 2 O + I 2 + 12 OH - > 2 IO 3 - + (12 H 2 O ) + 10 e - ==> I 2 + 12 OH - > 2 IO 3 - + 6 H 2 O + 10 e Por tanto las dos semirreacciones inicas son: OXIDANTE: I 2 + 2 e - > 2. I X5 5.I 2 + 10 e - > 10. I I 2 + 12 OH - > 2 IO 3 - + 6 H 2 O + 10 e -

REDUCTOR: I 2 + 12 OH - > 2 IO 3 - + 6 H 2 O + 10 e Y la reaccin inica total ser la suma de ambas:

6.I 2 + 12 OH - > 10. I - + 2 IO 3 - + 6 H 2 O

Teniendo en cuenta que se utiliza hidrxido de potasio, los OH de los reactivos formarn parte de ese KOH, mientras que los aniones existentes en los productos de reaccin formarn sales de potasio, por lo que la reaccin molecular es: 6.I 2 + 12 KOH > 10. KI + 2 KIO 3 + 6 H 2 O

b) Si hemos de obtener 1 litro de disolucin 10 - 2 Molar de yoduro, hemos de obtener 10 - 2 moles de este ion, por lo que teniendo en cuenta la estequiometra de la reaccin inica: 6.I 2 + 12 OH - > 10. I - + 2 IO 3 - + 6 H 2 O , vemos que para obtener 10 moles de ion yoduro se necesitan 6 moles de yodo (I 2 ), de manera que:

= 6,10 - 3 moles de I 2 = 6.10 - 3 .2.126,9 =

1,52 g de I 2

E-14 - El dixido de manganeso y el yoduro de potasio reaccionan en presencia de cido sulfrico para dar yodo, sulfato de manganeso(II), sulfato de potasio y agua. Ajusta la reaccin por el mtodo del ion-electrn, identificando las semirreacciones correspondientes al oxidante, al reductor, la reaccin inica y la reaccin total Calcule los gramos de yodo que se podran obtener si partimos de 1 Kg del mineral pirolusita, el cual contiene un 80% de dixido de manganeso.
RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Manganeso y el Yodo Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son: H 2 SO 4 <= => 2 H + + SO 4 2 Kl <= => K + + l Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: Mn O 2 REDUCTOR 2l
-

K 2 SO 4 <= => 2 K + + SO 4 2 Mn SO 4 <= => Mn 2 + + SO 4 2 -

+ 4 H + + 2 e - > Mn 2 + > l
2

+ 2 H2 O

+ 2 e-

por lo que como el nmero de electrones ganados en la primera es el mismo que el de perdidos en la segunda las podemos sumar directamente, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

MnO 2 + 2 KI + 2 H 2 SO 4 ---> K 2 SO 4 + Mn SO 4

+ l2 +2H2O

Los clculos estequiomtricos posteriores, se realizan a partir de esta reaccin, ya ajustada:

MnO 2
1 mol = 87 g 800

2 KI +

2 H 2 SO 4
2mol=196 g

->

K 2 SO 4 +
1mol=174 g

Mn SO 4 +
1mol = 151 g

l2 +
1mol=254g x

2H2O
2mol=36g

2 mol=332 g

donde vamos a calcular previamente la cantidad de dixido de manganeso puro que tenemos: el 80% de 1Kg: Gramos de MnO 2 ==> 1000.0,80 = 800 g de MnO 2 puro que van a reaccionar

As:

x = 2335,6 g de I 2 que se obtendrn

E-15 - Para obtener nitrato de zinc (II) en el laboratorio se toman 0.491 g de zinc metlico y se tratan, hasta
reaccin total, con una disolucin de cido ntrico de concentracin 3.15 g.L - 1 . Teniendo en cuenta que en la reaccin redox que se produce el cido ntrico pasa a ion amonio, Ajuste la reaccin que tiene lugar por el mtodo del ion-electrn y escriba las semirreacciones correspondientes al oxidante y al reductor, la reaccin inica global y la reaccin molecular total. Calcule el volumen de la disolucin de c. Ntrico que se necesitar as como la cantidad de nitrato de zinc que se obtiene. ( Datos: Masas atmicas: Zn = 65.4; H = 1.0; N = 14.0; O = 16.0 )

RESOLUCIN Con los datos que nos dan, la reaccin que tiene lugar es: Y las semirreacciones correspondientes son: HNO 3 + Zn > NH 4 + + Zn 2 +

oxidante: NO 3 - + 10 H + + 8 e - > NH 4 + + 3 H 2 O reductor: Zn > Zn 2 + + 2 e Para ajustarlas, multiplicamos la segunda por 4 para que el nmero de electrones perdidos se iguale al de ganados en la semirreaccin de reduccin del oxidante, sumndolas a continuacin:, con lo que obtenemos la reaccin inica total NO 3 - + 10 H + + 8 e - > NH 4 + + 3 H 2 O 4.Zn > 4.Zn 2 + + 8 e -

NO 3 - + 10 H + + 4.Zn > 4.Zn 2 + + NH 4 + + 3 H 2 O

Para escribir la reaccin molecular tenemos que tener en cuenta que los cationes que aparecen en los productos de la reaccin estarn combinados con el correspondiente anin, y que el nico que hay es el ion nitrato (NO 3 - ), por lo que se formarn los correspondientes nitratos de amonio y de zinc, as, tendremos:

10 HNO 3 + 4.Zn > 4.Zn(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3 H 2 O, que es la reaccin molecular.

Para determinar las cantidades de c. Ntrico y nitrato de zinc, acudimos a la estequiometra de la reaccin:

10 HNO 3 +
10 mol= 10.63 = 630 g X

4.Zn >
4 mol= 4.65,4 = 261,6 g 0,491 g

4.Zn(NO 3 ) 2 +
4 mol= 4.189,4 = 757,6 g Y

NH 4 NO 3 +
1 mol= 80 g

3 H2O
1 mol= 18g

y de ah:

X = 1,18 g de HNO3, y si la disolucin del mismo tiene una concentracin de

;

3,15 g/L:

L = 0,375 litros = 375 mL se necesitan

Y = 1,422 g de Zn(NO 3 ) 2 se forman

E-16 - Para determinar la cantidad de cromo que contiene un cierto mineral, se transforma el cromo en
dicromato de sodio y se disuelve en agua, valorndolo despus con una disolucin de sulfato de hierro(II), una vez acidulada con cido sulfrico. A) Escribir la ecuacin redox correspondiente y ajustarla (los productos formados son sulfato de hierro(III), sulfato de cromo(III), sulfato de sodio y agua). B) Cuantos gramos de sulfato de hierro(II) heptahidratado se necesitan para preparar 1 litro de disolucin 0,4 M

C) Se ensay una muestra de 1,5 g del mineral y en la valoracin se gastaron 50 mL de la disolucin anterior de sulfato de hierro(II) 0,4 M. Cual es la riqueza en cromo del mineral? RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es: Na 2 Cr 2 O 7 + FeSO 4 + H 2 SO 4 <===> Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O y los nmeros de oxidacin de todos los elementos que intervienen:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Cr y el Fe Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son: K 2 Cr 2 O 7<= => 2 K + + Cr 2 O 7 FeSO 4 <= => Fe 2 + + SO 4 2 H 2 SO 4 <= => 2 H + + SO 4 2 2-

Fe 2 ( SO 4 ) 3 <= => 2 Fe 3 + + 3 SO 4 2 Cr 2 ( SO 4 ) 3 <= => 2 Cr 3 + + 3 SO 4 2 Na 2 SO 4 <= => 2 Na + + SO 4 2 -

Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: Cr 2 O 7 REDUCTOR

2-

+ 14 H + + 6 e - > 2 Cr

3+

+ 7 H2 O

2 Fe 2 + > 2 Fe 3 + + 2 e -

por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 3, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

Na 2 Cr 2 O 7 + 6.FeSO 4 + 7.H 2 SO 4 => 3.Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + Na 2 SO 4 + 7.H 2 O

b) FeSO 4 .7H 2 O: Pm = 278, y as, teniendo en cuenta la expresin de la Molaridad de una disolucin: ==> ; g SOLUTO = 11,2 g de FeSO 4 .7H 2 O se necesitan

c) Para determinar la riqueza del mineral, hemos de calcular la cantidad de cromo que haba, y para ello hemos de tener en cuenta la reaccin anterior, calculando la cantidad de sulfato de hierro gastado (el que hay en esos 50 mL de la disolucin 0,4 M) y con ellos, determinar la cantidad de dicromato de sodio que haba en la muestra, y a partir de la frmula de ste, se calcula la cantidad de cromo que contiene.

FeSO 4 gastado:

; n = 0,020 moles de FeSO 4 gastadas en la valoracin

(La disolucin se prepar disolviendo FeSO 4 .7H 2 O, pero dado que cada mol de esta sal heptahidratada contiene tambin un mol de la sal anhidra, la molaridad referida a sta ser tambin 0,4 M) Teniendo en cuenta la estequiometra de la reaccin:

Y dado que cada mol de Na 2 Cr 2 O 7 contiene 2 tomos-gramo de cromo:

Y si la muestra del mineral pesaba 1,5 gramos, su riqueza en cromo es:

23,13 % de cromo

E-17 - Se desea valorar una muestra de nitrito potsico impuro, de impureza no reductora, con una
disolucin valorada de permanganato potsico 0,25 N. Para ello, se pesan 0,46 g de muestra y se diluyen en un litro de agua destilada y previamente acidulada con sulfrico. En la valoracin se alcanza el punto de viraje cuando se han gastado 40,0 mL de la disolucin de permanganato. Se sabe adems que en esta valoracin, el nitrito pasa a nitrato y el permanganato a sal manganosa. Se conocen tambin las masas atmicas siguientes: N=14,0; 0=16,0; K=39,0; S=32,0 e H=1,00. De acuerdo con estos los datos, seale la respuesta correcta en las siguientes preguntas: 1.- Los gramos de cido sulfrico que se necesitan son: a) 98,0 2.- El equivalente redox del nitrito potsico ser: a) 85,0 b) 85,0 c) 0,42 d) 0,29

b) 42,5 c) 62,0 d) Ninguna es correcta b) 42,0% c) 0,42% d) Ninguno de ellos

3.- El porcentaje de nitrito puro en la mezcla ser: a) 92,4 % RESOLUCIN

La reaccin que tiene lugar, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el N, que pasa de N 3+ a N 5 + . Las disociaciones de los cidos, bases y/o sales presentes en el proceso son: K MnO 4 <===> K + + MnO 4 KNO 3 <===> K + + NO 3 -

KNO 2

<===> K + + NO 2 -

H 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 K 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 -

MnSO 4 <===> Mn 2 + + SO 4 2 -

Y las semirreacciones que tienen lugar son OXIDANTE: MnO 4 - + 8 H + + 5 e - > Mn 2 + + 4 H 2 O REDUCTOR: NO 2 - + H 2 O > NO 3 - + 2 H + + 2.e por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 5, y la primera por 2, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

2.K MnO 4 + 5.KNO 2 + 3.H 2 SO 4 > 5.KNO 3 + 2.MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3.H 2 O

La cantidad de permanganato utilizada se determina a partir de la expresin de la Molaridad, teniendo en cuenta que sta es: N = M.v : 0,25 = M.5 ; M = 0,05 Molar , por tanto: , de donde: ; n = 0,002 moles de K MnO 4

De acuerdo con la estequiometra de la reaccin, cada dos moles de K MnO 4 reaccionan con 5 moles de KNO 2 , por lo que a partir de esta relacin calculamos la cantidad de KNO 3 : X = 0,005 moles de KNO 2 = 0,005.85 =

0,425 g KNO 2

La pureza de la muestra es, por tanto:

92,39% de riqueza en KNO 2

La cantidad de cido sulfrico que se necesita se calcula a partir de la estequiometra de la reaccin, en la que cada dos moles de K MnO 4 reaccionan con 3 moles de H 2 SO 4 , por lo que a partir de esta relacin calculamos la cantidad de KNO 3 : X = 0,003 moles de H 2 SO 4 = 0,003.98 =

0,294 g H 2SO 4

El peso equivalente o equivalente gramo es:

y en el caso del KNO 2 cuya masa molecular es 85, y

la valencia en esta reaccin redox es 2 (El n de electrones que aparecen en su semirreaccin, tendremos: =

42,5 g/equivalente

Soluciones: 1) D ; 2) B ; 3) A

E-18 - El dicromato de potasio oxida al yoduro de potasio en medio cido sulfrico producindose sulfato
de potasio, yodo y sulfato de cromo(III). a) Ajuste la reaccin por el mtodo del in-electrn, indicando el oxidante y el reductor. b) Cuntos gramos de sulfato de cromo(III) podrn obtenerse a partir de 5 g de dicromato de potasio si el rendimiento de la reaccin es del 60 %? RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Cr y el l Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son: K 2 Cr 2 O 7<= => 2 K + + Cr 2 O 7 Kl <= => K + + l 2-

H 2 SO 4 <= => 2 H + + SO 4 2 Cr 2 ( SO 4 ) 3 <= => 2 Cr 3 + + 3 SO 4 2 -

Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: OXIDANTE: Cr 2 O 7

2-

+ 14 H + + 6 e - > 2 Cr

3+

+ 7 H2 O

REDUCTOR 2 l - > l 2 + 2 e por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos sta por 3, con lo que nos quedan:

Y trasladados estos coeficientes a la reaccin original, nos queda:

K 2 Cr 2 O 7 + 6 KI + 7 H 2 SO 4 ---> 4 K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3 l 2 + 7 H 2 O
Los clculos estequiomtricos posteriores, se realizan a partir de esta reaccin, ya ajustada: K 2 Cr 2 O 7 + 1 mol = 294,2 g 5g 6 KI + 6 moles = 996,6 g 7 H 2 SO 4 7 moles = 686,07 g -> 4 K 2 SO 4 + 4 moles = 697,08 g Cr 2 (SO 4) 3 + 1 mol = 392,21 g X 3 I2 + 3 moles = 762 g 7 H2O 7 moles = 126 g

de donde:

= 6,67 g de Cr 2 (SO 4) 3 se obtendran si la reaccin fuera completa.

Puesto que nos indican que el rendimiento de la reaccin es del 60%, solamente se obtendr el 60% de esa cantidad terica estequiomtrica, y es: =

4,00 g de Cr 2 (SO 4) 3 se obtendrn

E-19 - Al reaccionar estao (Sn) con cido ntrico (HNO3), el estao se oxida a dixido de estao (SnO2) y se desprende xido de nitrgeno (II) (NO). a) Escribir la ecuacin ajustada de esta reaccin, por el mtodo del ion-electrn. b) Si el estao forma parte de una aleacin y de 1 kg de la misma se obtienen 0,382 kg de dixido de estao, hallar el porcentaje de estao en la aleacin. (Pesos atmicos: N= 14, Sn= 118,7, O= 16, H= 1).
RESOLUCIN Con los datos que nos dan, la reaccin que tiene lugar es: HNO 3 + Sn > SnO 2 + NO De todas las sustancias presentes, la nica que se disocia es el HNO 3 <===> NO 3 Y las semirreacciones correspondientes son:
-

+ H+

oxidante: NO 3 - + 4 H + + 3 e - > NO + 2 H 2 O reductor: Sn + 2 H 2 O > SnO 2 + 4 H + + 4 e Para ajustarlas, multiplicamos la segunda por 3 y la primera por 4 para que el nmero de electrones perdidos se iguale al de ganados en la semirreaccin de reduccin del oxidante, sumndolas a continuacin:, con lo que obtenemos la reaccin inica total 4.NO 3 - + 16.H + + 12.e - > 4.NO + 8.H 2 O 3.Sn + 6.H 2 O > 3.SnO 2 + 12.H + + 12.e ------------------------------------- ----------------------------------Reaccin inica total: 4.NO 3 - + 4.H + + 3.Sn > 3.SnO 2 + 4.NO + 2.H 2 O y la reaccin completa es:

4.HNO 3 + 3.Sn >

3.SnO 2 + 4.NO + 2.H 2 O

Para calcular la cantidad de estao que haba en la muestra hemos de acudir a la estequiometra de la reaccin sabiendo que se obtienen 382 g de dixido de estao, y as: 4.HNO 3 + Cantidades estequiomtricas Cantidades reaccionantes 4 mol 3.Sn > 3 mol = 3.118,7 g = 356,1 g X 3.SnO 2 + 3 mol = 3.150,7 g = 452,1 g 382 g 4.NO + 4 mol 2.H 2 O 2 mol

por lo que:

= 300,88 g de Sn haba en la muestra inicial.

Como nos indican que se tena 1 Kg de muestra, la riqueza en estao de la misma es:

30,09% de riqueza en Sn

E-20 - Un trozo de alambre de hierro(II) de 0,0784 g se oxida a Fe 3 + ( ac ) mediante una disolucin de

permanganato de potasio en medio cido gastndose para ello 13,12 mL. Averiguar cual es la molaridad de esta disolucin (DATOS: Masa atmica del hierro = 55,847) RESOLUCIN La reaccin tiene lugar entre los iones Fe 2 + y los iones MnO 4 - procedentes de la disociacin del KMnO 4. Por lo

que vamos a justar esta reaccin por el mtodo del ion-electrn:

y al sumar las dos ltimas, obtenemos la reaccin global:

5.Fe 2 + + MnO 4 - + 8H + > 5 Fe 3 + + Mn 2 + + 4 H 2 O y ya con la reaccin ajustada,

vamos a calcular las cantidades estequiomtricas que reaccionan, teniendo en cuenta que conocemos los gramos de Fe 2 +: 5.Fe 2 + + 5 mol = 5.55,847 g 0,0784 g MnO 4 - + 1 mol x moles 8H + 8 mol > 5 Fe 3 + + 5 mol Mn 2 + + 1 mol 4 H2O 4 mol

y as:

2,80.10 - 4 moles de MnO 4 - y como conocemos el volumen de esta disolucin, su

Molaridad es:

0,0214 Molar, es la concentracin de la disolucin de KMnO 4

E-21 - El monxido de carbono y el monxido de nitrgeno presentes en las emisiones de los automviles
pueden reaccionar entre s produciendo nitrgeno gaseoso y dixido de carbono. A) Escribir y ajustar la reaccin que tiene lugar identificando el oxidante y el reductor. b) Qu cantidad de dixido de carbono se obtendr suponiendo que se produce una emisin de monxido de carbono de 0,84 gramos? RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar, ya ajustada, es: 2CO + 2NO > N 2 + 2CO 2 , en la cual el Nitrgeno acta como oxidante (pasa de tener n de oxidacin 2+ a 0), mientras que acta como reductor el Carbono, que pasa de tener n de oxidacin 2+ a tener 4+. Para calcular la cantidad de CO 2 obtenida, hemos de tener presente la estequiometra de la reaccin:

2CO +
2 mol=2.28= 56 g 0,84 g

2NO
2 mol=2.30= 60 g

>

N2 +
1 mol = 28 g

2CO 2
2 mol=2.44= 88 g X

de donde:

1,32 g de CO 2 se obtienen

E-22 - El permanganato potsico reacciona con el sulfuro de hidrgeno, en medio cido sulfrico, dando,
entre otros productos, azufre elemental y sulfato de manganeso(II). a. Escriba y ajuste la reaccin por el mtodo del in-electrn. b. Indique las especies que se oxidan o se reducen, indicando cual es la especie oxidante y cual es la especie reductora. c. Suponiendo que la reaccin es total, calcule los gramos de K MnO 4 que habr que utilizar para obtener 4 g de azufre elemental. RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, al disociar los diferentes reactivos y productos disociables (cidos, bases y sales) , tenemos: K Mn O 4 <===> K + + MnO 4 H 2 S <===> 2.H + + S 2 H 2 SO 4 <===> 2 H + + SO 4 2 MnSO 4 <===> Mn 2 + + SO 4 2 K 2 SO 4 <===> 2 K + + SO 4 2 Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Mn, que pasa de Mn 7 + a Mn 2 + y el S, que pasa de S 2 - a S , y se escogen los iones en los cuales se encuentren, escribiendo las correspondientes semirreacciones y se ajustan, aadiendo H 2 O para ajustar el oxgeno, H + para ajustar el Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, que dndonos:
-

Para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, debe multiplicarse la primera semirreaccin por 2 y la segunda semirreaccin por 5, tras lo cual se suman ambas para obtener la reaccin inica total:

y estos coeficientes se llevan ya a la reaccin completa, en la cual solamente hay que ajustar, si es necesario, el nmero de tomos de aquellos elementos que no intervienen en la reaccin redox: S y K, teniendo en cuenta, adems, que los 16 H + proceden tanto del H 2 S, como del H 2 SO 4 ; as la reaccin completa ajustada es:

2.K Mn O 4 + 5.H 2 S + 3.H 2 SO 4 ----> 5.S + 2.MnSO 4

+ K 2 SO 4 + 8 H 2 O

Para calcular la cantidad de K MnO 4 necesaria para obtener 4 g de azufre, hemos de tener en cuenta la estequiometra de la reaccin: 2.K MnO 4 + 2mol = 2.158,04 g X 5.H 2 S + 5 mol 3.H 2SO 4 3 mol > 5.S + 5 mol = 5.32,07 g 4g 2.MnSO 4 + 2 mol K 2 SO 4 + 1 mol 8.H 2 O 8 mol

de donde:

7,88 g de K MnO 4 se necesitan

E-23 - Determinar el peso equivalente de los agentes redox de la reaccin entre el dicromato potsico y el
sulfuro de hidrgeno, en presencia de cido sulfrico, para dar sulfato crmico y azufre. ) Qu peso de dicromato potsico ser necesario para la oxidacin completa de 100 g de sulfuro de hidrgeno en esta reaccin? RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 > Cr 2 (SO 4 ) 3 + S + H 2 O

Las semirreacciones del oxidante y reductor son: - Oxidante: , la cual ajustada queda: , siendo la valencia v = 6 : el nmero de electrones intercambiados en su reaccin de reduccin Por tanto el Peso equivalente del oxidante (K 2 Cr 2 O 7 ) ser: - Reductor: , la cual ajustada queda: electrones intercambiados en su reaccin de reduccin Por tanto el Peso equivalente del reductor (H 2 S ) ser:

49,0

, siendo la valencia v = 2 : el nmero de

17,0

Si hemos determinado el peso equivalente, hemos de tener en cuenta que este peso equivalente representa las cantidades que se combinan, por lo que con ellos no es necesario ajustar la reaccin. As, tenemos que: =

288,2 g de K 2 Cr 2 O 7

E-24 - El permanganato potsico (KMnO4) reacciona con el ioduro potsico (KI), en disolucin bsica,
obtenindose como productos; yodo (I2) y xido de manganeso (IV) a) Ajuste la ecuacin inica y molecular por el mtodo del in-electrn. b) Calcule la cantidad de xido de manganeso(IV) que se obtendra al reaccionar completamente 150 mL de una disolucin de permanganato de potasio al 5 % en masa con densidad 1,10 g.ml-l. RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es: Donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Manganeso y el Yodo Las disociaciones que tiene lugar en los cidos bases y sales presentes en esta reaccin son: K Mn O 4 <= => K + + Mn O 4 Kl <= => K + + l Las semirreacciones del oxidante y del reductor son: REDUCTOR 2.l - > I 2 + 2 e OXIDANTE: Mn O 4 - + 4.H + + 3 e - > MnO 2 + 2.H 2 O ; pero como el proceso tiene lugar en medio bsico, hemos de eliminar todos los H + para lo cual le aadimos a cada miembro de esta ltima tantos OH - como H + haya, con los que se formar agua, simplificando a continuacin la reaccin resultante: Mn O 4 - + 4.H + + 3 e - + 4 OH - > MnO 2 + 2.H 2 O + 4 OH - ==> Mn O 4 - + 4.H 2 O + 3 e - > MnO 2 + 2.H 2 O + 4 OH - ==> Mn O 4 - + 2.H 2 O + 3 e - > MnO 2 + + 4 OH por lo que para igualar el nmero de electrones ganados en la primera al de perdidos en la segunda, multiplicamos la primera por 3, y la segunda por 2, con lo que nos quedan: REDUCTOR 6.l - > 3.I 2 + 6 e OXIDANTE 2.Mn O 4 - + 4.H 2 O + 6 e - > 2.MnO 2 + 8 OH -------------------------- ------------------- ----------------------------

2.Mn O 4 - + 6.l - + 4 H 2 O > 2.MnO 2

+ 3.I 2 + 8 OH - , que es la reaccin inica

La reaccin molecular total se obtiene de sustituir los coeficientes en ella, pero dado que no conocemos la base, vamos a suponer que se trata del hidrxido de potasio, quedandonos:

2.KMn O 4 + 6.Kl + 4 H 2 O > 2. MnO 2 + 3.I 2 + 8 KOH (*)

(*) En realidad esta reaccin se produce en medio neutro, ya que en los reactivos no hay ningn cido ni base. Una vez ajustada la reaccin, realizaramos los clculos estequiomtricos con las cantidades que nos dan, teniendo en cuenta que el permanganato de potasio se encuentra en forma de una disolucin: 150 mL al 5% y d = 1,10 g/mL ==> permanganato de potasio ==> => ; m = 165 g de disolucin, en la cual hay un 5% de

= 8,25 g de KmnO 4 que reaccionan

2.KMn O 4 +
2 mol = 2.158 g 8,25 g

6.Kl +
6 mol

6.Kl +
6 mol

>

2. MnO 2 +
2 mol = 2.87 g X

3.I 2 +
3 mol

8 KOH
8 mol

de donde:

4,54 g de MnO 2 se obtendrn

E-25 - La reaccin del dixido de manganeso (MnO2) con bromato sdico (NaBrO3) en presencia de
hidrxido potsico, da como productos manganato potsico (K 2 MnO 4), bromuro sdico y agua. a) Ajuste la ecuacin inica por el mtodo del in-electrn y determine la ecuacin molecular. b) Si el rendimiento de la reaccin es del 75 %, calcule los gramos de dixido de manganeso necesarios para obtener 500 ml de una disolucin 0,1 M de manganato potsico. RESOLUCIN Escribimos la reaccin determinando los nmeros de oxidacin de todos los elementos que forman parte de los compuestos que intervienen en la reaccin para determinar cuales son los que cambian:

donde vemos que cambian su nmero de oxidacin el Bromo (pasa de 5+ a 1-) y el Mn( pasa de 4+ a 6+) Los equilibrios de disociacin de los cidos, bases y sales que intervienen en el proceso son: Na BrO 3 <===> Na + + BrO 3 KOH <===> K + + OH K 2 MnO 4 <===> 2.K + + MnO 4 3 KBr <===> K + + Br -

de ah tomamos los iones y/o compuestos en los cuales se encuentran los elementos que modifican su n de oxidacin para escribir las correspondientes semirreacciones, que son: BrO 3 - > Br MnO 2 > MnO 4 2 -

Ajuntamos estas semirreacciones aadiendo H 2 O donde se necesite oxgeno, despus, se aaden H + en el miembro donde se necesite Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, con lo que nos quedan: BrO 3 - + 6.H + + 6 e - > Br - + 3.H 2 O MnO 2 + 2 H 2 O > MnO 4 2 - + 4.H + + 2.e Pero dado que la reaccin tiene lugar el medio bsico, se aade a cada miembro de cada reaccin tantos OH - como H + existan en la reaccin, de esta forma, con los H + que tenemos y los OH - aadidos, se formar agua, la cual se simplifica si es posible: BrO 3 - + (6.H ++6.OH -) + 6 e - > Br - + 3.H 2 O + 6.OH - => BrO 3 - + 3.H 2 O+ 6 e - > Br - + 6.OH MnO 2 + 2 H 2 O + 4.OH ->MnO 4 2 - + (4.H ++4.OH -) + 2.e - => MnO 2 + 4.OH -> MnO 4 2 - + 2 H 2 O + 2.e Y estas dos ltimas son las semirreacciones que tienen lugar, por lo que multiplicamos la segunda por 3 para que el n de electrones ganados y perdidos sea el mismo, y finalmente las sumamos: BrO 3 - + 3.H 2 O+ 6 e - > Br - + 6.OH 3.MnO 2 + 12.OH -> 3.MnO 4 2 - + 6.H 2 O + 6.e BrO 3 - + 3.H 2 O + 3.MnO 2 + 12.OH -> > Br - + 6.OH - + 3.MnO 4 2 - + 6.H 2 O

y al simplificar el H 2 O y los iones OH - obtenemos la reaccin inica correspondiente:

BrO 3 - + 3.MnO 2 + 6.OH -> Br - + 3.MnO 4 2 - + 3.H 2 O y por tanto la ecuacin molecular ser: NaBrO 3 + 3.MnO 2 + 6.KOH > KBr + 3.K 2 MnO 4 + 3.H 2 O
b) La cantidad de K 2 MnO 4 (Pm = 165) a obtener la determinamos a partir de la expresin de la Molaridad: ; g = 8,25 g de K 2 MnO 4 hemos de obtener. La cantidad de MnO 2 necesaria se determina a partir de la estequiometra de la reaccin:

NaBrO 3 + 1 mol

3.MnO 2 + 3mol= 3.87 g X

6.KOH > 6 mol

KBr + 1 mol

3.K 2 MnO

3.H 2 O 1 mol x = 4,35 g =

1mol= 3.165 g 8,25 g

pero como el rendimiento de la reaccin es del 75%, necesitaramos :

5,8 g de MnO 2

E-26 - Una disolucin de cloruro de hierro(ll)), FeCl 2, reacciona con 50 mL de una disolucin de dicromato
potsico, K 2 Cr 2 O 7, de concentracin 0,1 M. El catin hierro(II)) se oxida a hierro (III) mientras que el anin dicromato, en medio cido clorhdrico, se reduce a cromo(III). a. Escriba ajustadas las semirreacciones de oxidacin y de reduccin, la reaccin inica global y la reaccin molecular. b. Calcule la masa de FeCl 2 que ha reaccionado. RESOLUCIN La reaccin, con los nmeros de oxidacin de cada elemento es:

Donde, al disociar los diferentes reactivos y productos disociables (cidos, bases y sales) , tenemos: K 2 Cr 2 O 7 <===> 2 K + + Cr 2 O 7 FeCl 2 <===> Fe 2 + + 2.Cl H Cl <===> H + + Cl 2 2-

En este caso ya nos indican el estado de oxidacin de los iones que quedan en los productos: Cr 3 + y Fe 3 + Donde, como podemos comprobar, cambian su nmero de oxidacin el Cr, que pasa desde Cr 6 + a Cr 3 + y el Fe, que pasa de Fe 2 + a Fe 3 + , y se escogen los iones en los cuales se encuentren, escribiendo las correspondientes semirreacciones y se ajustan, aadiendo H 2 O para ajustar el oxgeno, H + para ajustar el Hidrgeno y electrones para ajustar las cargas, que dndonos:

Para igualar el nmero de electrones ganados al de perdidos, debe multiplicarse la segunda semirreaccin por 6, tras lo cual se suman ambas para obtener la reaccin inica total:

que es la reaccin inica que tiene lugar. Para escribir la reaccin total, se llevan estos coeficientes a la misma, y teniendo en cuenta que nos sobran iones cloruro, stos estarn combinados con los iones Fe(III) y Cr(III) para dar los correspondientes cloruros, por lo que en esta reaccin solamente hay que ajustar, si es necesario, el nmero de tomos de aquellos elementos que no intervienen en la reaccin redox: Cl y K, teniendo en cuenta, adems, que los 14 H + proceden del H Cl, por lo que la reaccin completa ajustada es:

6.FeCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + 14 H Cl ----> 6.FeCl 3

+ 2.CrCl 3 + 2.KCl + 7 H 2 O

b) Para determinar la masa de FeCl 2 que ha reaccionado tenemos que tener en cuenta la estequiometra de la reaccin, teniendo que determinar previamente la cantidad de K 2 Cr 2 O 7 que reacciona de la cual conocemos tanto su concentracin como su volumen, y que es:

==>

==> g SOLUTO = 1,47 g de K 2 Cr 2 O 7

6.FeCl 2 + 6 mol = 6.127 g x

K 2 Cr 2 O 7 + 1 mol = 294 g 1,47 g

14 H Cl

>

6.FeCl 3 +

2.CrCl 3 +

2.KCl +

7 H2O

3,81 g de FeCl 2 reaccionarn

Grupo F: REDOX + ELECTROQUMICA

F-01 - El yodato potsico y el yoduro potsico reaccionan en medio cido obteniendose yodo (I 2 ).
A) Ajuste la reaccin por el mtodo del ion-electrn. B) Si el proceso tiene lugar en una pila galvnica, Cual sera el potencial de dicha pila cuando la concentracin del yodato sea 1,0 M y la del yoduro 1,0 M? Datos: Potenciales estndar de reduccin: IO 3 - / I 2 (en medio cido) = + 1,19 V; I 2 /I - = + 0,54 V. RESOLUCIN La reaccin que tiene lugar es:

KIO 3 + KI + H + > I 2 en la cual se disocian las dos sales:

+

KIO 3 <==> K + + IO 3 -

y KI <===> K intervienen en la reaccin: Yodato ( IO 3 ) y yoduro (I

+ I-

en las cuales estn los iones que

Las dos semirreacciones que tienen lugar son: IO 3 - + 12 H + + 10 e - > I 2 + 6 H 2 O 2 I> I 2 + 2 e Para ajustar el n de electrones, multiplicamos la 2 por 5 y las sumamos IO 3 - + 12 H + + 10 e - > I 2 + 6 H 2 O 10 I > 5 I 2 + 10 e -

La reaccin inica obtenida es:

IO 3 - + 12 H + + 10 I -

> 6 I 2 + 6 H 2 O E = 0,65 v

El potencial normal (*) de esta pila ser: E = E (IO 3 - /I 2 ) + E ( I - / I 2 ) ; E = E (IO 3 - /I 2 ) - E ( I 2 / I - ) As: E = 1,19 - 0,54 = 0,65 v ;

(*) Para calcular el potencial de la pila, se debe utilizar la ecuacin de Nernst, pero dado que las concentraciones de las especies son 1 M, en la ecuacin de Nernst (Tanto el I 2 como el H 2 O no intervienen en la expresin del cociente de reaccin )

Con los datos que nos ofrecen cabe suponer que se quiere referir al potencial normal (E), pero no nos ofrecen el dato de [H + ] el cual debera ser, al igual que con las otras especies 1 Molar

F-02 - En medio cido y en las condiciones estndar el anin yoduro se oxida a diyodo (I 2 ) por medio del
tetraoxoarseniato(V) de hidrgeno, el cual se reduce a cido dioxoarsnico(III). Se produce en realidad esta reaccin o tiene lugar la inversa? Escribe y ajusta la reaccin inica que tenga lugar por el mtodo del ion electrn, identificando el oxidante y el reductor y calcule el potencial normal del sistema DATOS: Potenciales normales: H 3 AsO 4 /HAsO 2 = + 0,56 v ; . RESOLUCIN Teniendo en cuenta los potenciales normales de reduccin de los pares presentes, actuar como oxidante el que tenga mayor potencial de reduccin, que en este caso es el par H 3 AsO 4 /HAsO 2 = + 0,56 v; por tanto, la reaccin que tiene lugar es: I - + H 3 AsO 4 > I 2 + H AsO 2 La cual expresada en forma inica, al disociar ambos cidos, nos quedar: I 2 /I - = + 0,54 v

I - + AsO 4 3 - > I 2 + AsO 2

y las semirreacciones son:

OXIDANTE: REDUCTOR:

AsO 4 3 - + 4 H + + 2.e - > AsO 2 - + 2 H 2 O 2.I - > I 2 + 2.e AsO 4 3 - + 4 H + + 2.I - > I 2 + AsO 2 - + 2 H 2 O

Por lo que la reaccin inica global ser:

Por su parte, el potencial normal del sistema es:

E(H 3 AsO 4 /HAsO 2 ) - E(I 2

/I - ) = 0,56 - 0,54 =

+ 0,02 v