ACADEMIA ALCOVER. PALMA DE MALLORCA CARLOS ALCOVER GARAU. LICENCIADO EN CIENCIAS QUÍMICAS (U.I.B.) Y DIPLOMADO EN TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS (I.A.T.A.). 1 SI ENCUENTRAS ALGÚN ERROR COMUNÍCALO, POR FAVOR, AL CORREO DE LA PÁGINA WEB. AJUSTAR REACCIONES REDOX. MÉTODO DEL ION – ELECTRÓN. SEGUIMOS EL ESQUEMA SIGUIENTE: 1. Calculamos los números de oxidación de cada átomo. 2. ¿Qué elementos cambian de número de oxidación? 3. Disociamos las sustancias (solo ácidos, hidróxidos y sales) que intervienen en la oxidación y la reducción. 4. Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción. 5. Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H + . 6. Para que el número de e − de ambas semireacciones coincida, debemos multiplicar la primera reacción y la segunda, para tener el mismo nº de electrones en cada una. 7. Sumamos ambas semireacciones ya ajustadas obteniendo la reacción iónica ajustada. 8. Trasladamos la información de la reacción iónica ajustada a la reacción molecular. 1. U.I.B. 2019 (1). Dada la siguiente reacción sin ajustar: − + + + → + + + + a. Ajusta la reacción iónica por el método del ión – electrón. b. Determina el porcentaje de níquel (pureza) de una muestra que tiene impurezas internas, si 10 gramos de la muestra reaccionan completamente con 50 mL. de una disolución ácida de KMnO 4 1,2 M. c. Justifica que la siguiente reacción no se puede producir: − + − → + VER VÍDEO https://youtu.be/eF7ZVlUdm2M a. Las semireacciones son: MnO 4 − + 8H + + 5e − → Mn 2+ + 4H 2 O Ni → Ni 2+ + 2e − Multiplicando la 1ª reacción por dos y la 2ª por 5, tendremos 10 electrones en cada una.
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AJUSTAR REACCIONES REDOX. MÉTODO DEL ION ELECTRÓN.
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ACADEMIA ALCOVER. PALMA DE MALLORCA
CARLOS ALCOVER GARAU. LICENCIADO EN CIENCIAS QUÍMICAS (U.I.B.) Y DIPLOMADO EN TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS (I.A.T.A.).
1
SI ENCUENTRAS ALGÚN ERROR COMUNÍCALO, POR FAVOR, AL
CORREO DE LA PÁGINA WEB.
AJUSTAR REACCIONES REDOX. MÉTODO DEL ION – ELECTRÓN.
SEGUIMOS EL ESQUEMA SIGUIENTE: 1. Calculamos los números de oxidación de cada átomo. 2. ¿Qué elementos cambian de número de oxidación? 3. Disociamos las sustancias (solo ácidos, hidróxidos y sales) que intervienen en la oxidación y la reducción. 4. Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción. 5. Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H+.
6. Para que el número de e−de ambas semireacciones coincida, debemos multiplicar la primera reacción y la segunda, para tener el mismo nº de electrones en cada una.
7. Sumamos ambas semireacciones ya ajustadas obteniendo la reacción iónica ajustada. 8. Trasladamos la información de la reacción iónica ajustada a la reacción molecular.
1. U.I.B. 2019 (1). Dada la siguiente reacción sin ajustar:
𝐌𝐧𝐎𝟒− + 𝐇+ + 𝐍𝐢 → 𝐌𝐧𝟐+ + 𝐍𝐢𝟐+ + 𝐇𝟐𝐎
a. Ajusta la reacción iónica por el método del ión – electrón.
b. Determina el porcentaje de níquel (pureza) de una muestra que tiene impurezas internas, si
10 gramos de la muestra reaccionan completamente con 50 mL. de una disolución ácida de KMnO4 1,2 M.
c. Justifica que la siguiente reacción no se puede producir: 𝟐𝐅− + 𝟐𝐂𝐥− → 𝐅𝟐 + 𝐂𝐥𝟐
VER VÍDEO https://youtu.be/eF7ZVlUdm2M
a. Las semireacciones son: MnO4
− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O Ni → Ni2+ + 2e− Multiplicando la 1ª reacción por dos y la 2ª por 5, tendremos 10 electrones en cada una.
c. En esta reacción el ión fluoruro pasa a diflúor, es decir se oxida y el ión cloruro pasa a dicloro, también se oxida. Tenemos pues dos oxidaciones sin ninguna reducción, eso no es posible.
2. U.I.B. 2019 (4). El KMnO4 Reacciona con el metal plata según la reacción no ajustada siguiente:
KMnO4 + Ag + HCl → MnCl2 + AgCl + H2O + KCl
a. Escribe y ajusta la reacción iónica y molecular por el método del ion electrón.
b. ¿Cuál es la especie reductora?
c. Calcula el volumen de una disolución KMnO4 0,20 M qué reaccionará con 6 gramos de plata. VER VIDEO https://youtu.be/M8fBOeclxWU
● Calculamos los números de oxidación de cada átomo.
K⏞+1
Mn⏞+7
O4⏞
−2−8
+ Ag⏞0
+ H⏞+1
Cl⏞−1
→ Mn⏞+2
Cl2⏞
−1−2
+ Ag⏞+1
Cl⏞−1
+ H2⏞
+1+2
O⏞−2
+ K⏞+1
Cl⏞−1
● ¿Qué elementos cambian de número de oxidación? El Mn (de +7 a +2) se reduce. El oxidante es el KMnO4 La Ag (de 0 a +1) se oxida. El reductor es la Ag.
● Disociamos las sustancias (solo ácidos, hidróxidos y sales) que
intervienen en la oxidación y la reducción. KMnO4 → K+ + MnO4
− Ag no disocia. MnCl2 → Mn2+ + 2 Cl− AgCl → Ag+ + Cl−
● Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción.
Oxidación. Ag → Ag+ Reducción MnO4
− → Mn2+
● Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H+. Ag → Ag+ + e−
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● Disociamos las sustancias (solo ácidos, hidróxidos y sales) que intervienen en la oxidación y la reducción.
Fe no se disocia H2SO4 → 2H+ + SO4
−2 Fe2 (SO4)3→2Fe3++ 3SO4
−2 SO2 no se disocia. ● Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción.
Oxidación. Fe → Fe+3 Reducción. SO4
−2 → SO2
● Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H+.
Fe → Fe+3 + 3e− SO4
−2 → SO2 SO4
−2 → SO2 + 2H2O
4H+ + SO4−2 → SO2 + 2H2O
ajustamos electrónicamente:
2e− + 4H+ + SO4−2 → SO2 + 2H2O}
2e− + 4H+ + SO4−2 → SO2 + 2H2O
● Para que el número de e−de ambas semireacciones coincida, debemos
multiplicar la primera reacción por 2 y la segunda por 3, así tendremos 6 e- en cada una. 2Fe → 2Fe+3 + 6e− 6e− + 12H+ + 3𝑆O4
−2 → 3𝑆𝑂2 + 6H2O ● Sumamos ambas semireacciones ya ajustadas obteniendo la reacción
iónica ajustada. 2Fe + 6e− + 12H+ + 3SO4
−2 → 2Fe+3 + 3SO2 + 6H2O
● Trasladando esta información a la reacción inicial: 2Fe (s) + 6H2SO4 (AQ) → Fe2 (SO4)3 (AQ) + 3SO2 (g) + 6H2O (l) Para ajustar el H2SO4 con un 6 nos fijamos en los 6H+ y no en los 3SO4
−2, pues si solo hay un ácido me guio por los H+. c. El uso de pinturas para cubrirlo con una capa protectora, galvanizado (hierro recubierto con una capa de zinc) o la formación de aleaciones con cromo y níquel.
6. U.I.B. 2017 (1) Dada la siguiente reacción no ajustada:
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
a. Ajusta la reacción iónica por el método del ion-electrón.
b. ¿Qué sustancia química actúa como oxidante? Razonar la respuesta.
c. Nombrar los siguientes compuestos: HNO3 y NO2. VER VÍDEO https://youtu.be/t3C3Yww7xls
CARLOS ALCOVER GARAU. LICENCIADO EN CIENCIAS QUÍMICAS (U.I.B.) Y DIPLOMADO EN TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS (I.A.T.A.).
8 ● ¿Qué elementos cambian de número de oxidación?
I (de –1 a 0), se oxida. El reductor es el NaI. S (de +6 a – 2) se reduce. El oxidante es el H2SO4
● Disociamos las sustancias (solo ácidos, hidróxidos y sales) que
intervienen en la oxidación y la reducción. NaI → Na+ + I – H2SO4→ 2H+ + SO4
2− H2S → 2H+ + S2– I2 no se disocia
● Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción.
Oxidación. I – → I2
Reducción. SO42− → S2−
● Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se
ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H+.
2 I – → I2 + 2 e– SO4
2− → S2−
SO42− → S2− + 4H2O
8H+ + SO42− → S2− + 4H2O
ajustamos electrónicamente:
8e− + 8H+ + SO42− → S2− + 4H2O}
8e− + 8H+ + SO42− → S2− + 4H2O
● Para que el número de e−de ambas semireacciones coincida, debemos
multiplicar la primera reacción por 4, así tendremos 8 e- en cada una. 2 I – → I2 + 2 e– 8e− + 8H+ + SO4
2− → S2− + 4H2O
● Sumamos ambas semireacciones ya ajustadas obteniendo la reacción iónica ajustada. 8I− + 8H+ + SO4
2− → 4𝐼2 + S2− + 4H2O
● Trasladando esta información a la reacción inicial:
8NaI + 4H2SO4 → H2S + 4I2 + 4Na2SO4 + 4H2O El 4 del Na2SO4 se ha ajustado por tanteo mirando el Na. El 4H2SO4 se cambia por tanteo a 5H2SO4. 8NaI + 5H2SO4 → H2S + 4I2 + 4Na2SO4 + 4H2O
9. U.I.B. 2015. (3) El Sn metálico reacciona con el HNO3 según la reacción:
Sn + HNO3 → SnO2 + NO2 + H2O
a. Escribe y ajusta la reacción por el método del ion electrón.
b. Calcula el volumen de una reacción de ácido nítrico 0,5 M. que reacciona con 2 g. de Sn. VER VÍDEO https://youtu.be/iENS-VyGGfM
● Calculamos los números de oxidación de cada átomo.
CARLOS ALCOVER GARAU. LICENCIADO EN CIENCIAS QUÍMICAS (U.I.B.) Y DIPLOMADO EN TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS (I.A.T.A.).
9 Sn⏞0
+ H⏞+1
N⏞+5
O⏞
−2−6
3 ↔ Sn⏞+4
O⏞
−2−4
2 + N⏞+4
O2⏞
−2−4
+ H⏞
+1+2
2 O⏞−2
● ¿Qué elementos cambian de número de oxidación? Sn (de 0 a +4), se oxida. El reductor es el Sn. N ( de +5 a +4) se reduce. El oxidante es el HNO3
● Disociamos las sustancias (solo ácidos, hidróxidos y sales) que intervienen en la oxidación y la reducción.
Sn no se disocia HNO3→ H+ + NO3
− SnO2 NO2 no se disocia.
● Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción.
Oxidación. Sn → SnO2
Reducción. NO3− → NO2
● Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H+.
Sn → SnO2Sn + 2H2O → SnO2
Sn + 2H2O → SnO2 + 4H+
ajustamos electrónicamente.Sn + 2H2O → SnO2 + 4H
+ + 4e−}
Sn + 2H2O → SnO2 + 4H+ + 4e−
NO3− → NO2
NO3− → NO2 +H2O
2H+ + NO3− → NO2 +H2O
ajustamos electró nicamente:
e− + 2H+ +NO3− → NO2 + H2O}
e− + 2H+ + NO3− → NO2 +H2O
● Para que el número de e−de ambas semireacciones coincida, multiplicamos la segunda por 4, así tendremos 4 e- en cada una. Sn + 2H2O → SnO2 + 4H
+ + 4e− 4e- + 8H+ + 4NO3
− → 4NO2 + 4H2O
● Sumamos ambas semireacciones ya ajustadas obteniendo la reacción iónica ajustada. Sn + 2H2O + 4e− + 8H+ + 4NO3
− → SnO2 + 4H+ + 4NO2 + 4H2O + 4e−
Simplificando H2O y H+:
Sn + 4H+ + 4NO3− → SnO2 + 4NO2 + 2H2O
● Trasladando esta información a la reacción inicial:
Sn + 4HNO3 → SnO2 + 4NO2 + 2H2O
b.
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CARLOS ALCOVER GARAU. LICENCIADO EN CIENCIAS QUÍMICAS (U.I.B.) Y DIPLOMADO EN TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS (I.A.T.A.).
10 2 g. de Sn ·1 mol de Sn
118,71 g. de Sn·4 moles de HNO31 mol de Sn
·1 L.
0,5 moles de HNO3 = 0,135 L.
10. U.I.B. 2015. (4) El ácido nítrico reacciona con el ácido sulfhídrico según la siguiente reacción:
HNO3 + H2S → S + NO + H2O
a. Ajusta la reacción por el método del ion electrón.
b. Razona que especie actúa como oxidante.
c. Determina el volumen de NO, medido a 60º y 1 atm., que se formará si reaccionan 0,2 moles
de HNO3 con un exceso de H2S. VER VÍDEO https://youtu.be/x7HW-H1zg28
● Calculamos los números de oxidación de cada átomo.
H⏞
−1−2
2 S⏞−2
+ H⏞+1
N⏞+5
O⏞−6
3 ↔ S⏞0
+ N⏞+2
O⏞−2
+ H⏞
+1+2
2 O⏞−2
● ¿Qué elementos cambian de número de oxidación? S (de - 2 a 0), se oxida. El reductor es el S. N ( de +5 a +2) se reduce. El oxidante es el HNO3
● Disociamos las sustancias (solo ácidos, hidróxidos y sales) que intervienen en la oxidación y la reducción.
H2S →2H+ + 𝑆2− HNO3→ H+ + NO3
− S no se disocia NO no se disocia.
● Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción.
Oxidación. 𝑺−𝟐 → 𝑺 Reducción. N𝐎𝟑
− → 𝐍𝐎
● Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H+.
S−2 → S + 2e−
NO3− → NO
NO3− → NO+ 2H2O
4H+ + NO3− → NO+ 2H2O
ajustamos electró nicamente:
3e− + 4H+ + NO3− → NO+ 2H2O}
3e− + 4H+ + NO3− → NO+ 2H2O
● Para que el número de e−de ambas semireacciones coincida, debemos multiplicar la primera reacción por 3 y la segunda por 2, así tendremos 6 e- en cada una. 3S−2 → 3S + 6e− 6e- + 8H+ + 2NO3
− → 2NO + 4H2O
● Sumamos ambas semireacciones ya ajustadas obteniendo la reacción iónica ajustada.