- 1 - 1. Ajustar las siguientes reacciones redox por el método ión

1. Ajustar las siguientes reacciones redox por el método ión-electrón
a. HNO3 + Zn → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
NO3− + 10H+ + 8e− → NH4+ + 3H2O
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
4 × [ Zn − 2e− → Zn2+]

NO3− + 10H+ + 4Zn → NH4+ + 4Zn+ + 3H2O Reacción iónica global.
10HNO3 + 4Zn → 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Reacción molecular.
Oxidante: HNO3. Eq-gr = 63/8
Reductor: Zn. Eq-gr = 65/2
b. NaIO3 + Na2SO3 + NaHSO3 → I2 + Na2SO4 + H2O
2IO3− + 12H+ + 10e− → I2 + 6H2O
5 × [SO32− + H2O −2e− → SO42− + 2H+]

2IO3− +5SO32− + 2H+ → I2 + 5SO42− + 6H2O
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
Reacción iónica global.
2NaIO3 + 3Na2SO3 + 2NaHSO3 → I2 + 5Na2SO4 + H2O Reacción molecular.
Oxidante: NaIO3. Eq-gr = 198/5
Reductor: Na2SO3 Eq-gr = 126/2
c. KMnO4 + KCl + H2SO4 → MnSO4 + Cl2 + KHSO4 + H2O
2 × [MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O]
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
5 × [2Cl− − 2e− → Cl2]

2MnO4− + 16H+ + 10Cl− → 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O
Reacción iónica global.
2KMnO4 + 10KCl + 14H2SO4 → 2MnSO4 + 5Cl2 + 12KHSO4 + 8H2O
Reacción molecular.
Oxidante: KMnO4. Eq-gr = 158/5
Reductor: KCl. Eq-gr = 74’5/2
d. KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O
2 × [MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O]
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
5 × [SO32− + H2O − 2e− → SO42− + 2H+]

2MnO4− + 5SO32− + 6H+ → 2Mn2+ + 5SO42− + 3H2O Reacción iónica global.
2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
Reacción molecular.
Oxidante: KMnO4. Eq-gr = 158/5
Reductor: Na2SO3. Eq-gr = 126/2
e. K2Cr2O7 + HI + HClO4 → Cr(ClO4)3 + I2 + KClO4 + H2O
Cr2O72− + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
3 × [2I− −2e− → I2]

Cr2O72+ + 6I− + 14H+ → 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
Reacción iónica global.
K2Cr2O7 + 6HI + 8HClO4 → 2Cr(ClO4)3 + 3I2 + 2KClO4 + 7H2O
-1-
Reacción molecular.
Oxidante: K2Cr2O4. Eq-gr = 246/6
Reductor: HI. Eq-gr = 128/1
f. K2MnO4 +HCl → KMnO4 + MnO2 + KCl + H2O
MnO42− + 4H+ + 2e− → MnO2 + 2H2O
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
2 × [MnO42− − e− → MnO4−]

MnO42− + 2MnO42− + 4H+ → MnO2 + 2MnO4− + 2H2O
Reacción iónica global.
3K2MnO4 + 4HCl → 2KMnO4 + MnO2 + 4KCl + 2H2O
Reacción molecular.
Oxidante: K2MnO4. Eq-gr = 197/2
Reductor: K2MnO4. Eq-gr = 197/1
g. NaClO + As + NaOH → Na3AsO4 + NaCl + H2O
5 × [ClO− + H2O + 2e− → Cl− + 2OH−]
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
2 × [As + 8OH− − 5e− → AsO43− + 4H2O]

5ClO− + 2As + 6OH− → 5Cl− + 2AsO43− + 3H2O
Reacción iónica global.
5NaClO + 2As + 6NaOH → 2Na3AsO4 + 5NaCl + 3H2O
Reacción molecular.
Oxidante: NaClO. Eq-gr = 74’5/2
Reductor: As. Eq-gr = 75/5
h. KNO3 + MnO + KOH → K2MnO4 + KNO2 + H2O
Semireacción de Reducción.
2 × [NO3− + H2O + 2e− → NO2− + 2OH−]
MnO + 6OH− − 4e− → MnO42− + 3H2O
Semireacción de Oxidación.

2NO3− + MnO + 2OH− → 2NO2− + MnO42− + H2O
Reacción iónica global.
2KNO3 + MnO + 2KOH → K2MnO4 + 2KNO2 + H2O
Reacción molecular.
Oxidante: KNO3. Eq-gr = 101/2
Reductor: MnO. Eq-gr = 71/4
i.
Br2 + Mn(OH)2 + KOH → MnO2·H2O + KBr + H2O
Br2 + 2e− → 2Br−
Mn + 4OH− − 2e− → MnO2 + 2H2O

Br2 + Mn2+ + 4OH− → 2Br− + MnO2 + 2H2O
2+
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
Br2 + Mn(OH)2 + 2KOH → MnO2·H2O + 2KBr + H2O
Reacción iónica global.
Reacción molecular.
Oxidante: Br2. Eq-gr = 160/2
Reductor: Mn(OH)2. Eq-gr = 89/2
j.
Bi(OH)3 + Na2SnO2 → Na2SnO3 + Bi + H2O
2 × [Bi3+ + 3e− → Bi]
3 × [SnO2 + 2OH− − 2e− → SnO32+ + H2O]

2Bi3+ + 3SnO22+ + 6OH− → 2Bi + 3SnO32+ + 3H2O
2+
-2-
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
Reacción iónica global.
2Bi(OH)3 + 3Na2SnO2 → 3Na2SnO3 + 2Bi + 3H2O
Reacción molecular.
Oxidante: Bi(OH)3. Eq-gr = 260/3 ; Reductor: Na2SnO2. Eq-gr = 197’7/2
k. KMnO4 + CH3−CH2OH → K2CO3 + MnO2 + H2O
4 × [MnO4− + 2H2O + 3e− → MnO2 + 4OH−]
CH3−CH2OH + 16OH− − 12e− → 2CO32− + 11H2O

4MnO4− + CH3−CH2OH → 4MnO2 + 2CO32− + 3H2O
4KMnO4 + CH3−CH2OH → 2K2CO3 + 4MnO2 + 3H2O
Semireacción de Reducción.
Semireacción de Oxidación.
Reacción iónica global.
Reacción molecular.
Oxidante: KMnO4. Eq-gr = 158/3
Reductor: Na2SnO2. Eq-gr = 36/12
l. P4 + NaOH → PH3 + NaH2PO2
P4 + 12H2O + 12e− → 4PH3 + 12OH−
3 × [ P4 + 8OH− − 4e− → 4H2PO2− ]

4 P4 + 12OH− + 12 H2O → 12 H2PO2− + 4 PH3
4 P4 + 12NaOH− + 12 H2O → 12 NaH2PO2 + 4 PH3
Semirreacción de Reducción
Semirreacción de Oxidación
Reacción iónica global.
Reacción molecular.
Oxidante: P4 . Eq-gr = 123’6/12
Reductor: P4 . Eq-gr = 123’6/4
2. Considere la reacción redox: CrO 72− + Fe 2+ + H + → Cr 3+ + Fe 3+ + H 2 O
a) ¿Qué especie es el oxidante y a qué se reduce? ¿Pierde o gana electrones?
Solución.
El dicromato (Cr2 O 72− ) es la especie oxidante y se reduce a ión Cr3+. Gana 6 electrones para
transformar el Cr6+ presente en Cr3+.
b) ¿Qué especie es el reductor y a qué se oxida? ¿Pierde o gana electrones?
Solución.
El ión ferroso (Fe2+) es el reductor y se oxida a ión férrico (Fe3+). Pierde un electrón.
c)
Ajuste por el método del ión-electrón la reacción molecular entre FeSO4 y K2Cr2O7 en presencia
de ácido sulfúrico, para dar Fe2 (SO4)3 y Cr2 (S04)3, entre otras sustancias.
Solución.
El proceso se puede dividir en dos semireacciones
Cr2 O 72− → Cr 3+
Fe 2 + → Fe 3+
Que se ajusta por separado. Se hace el ajuste teniendo en cuenta que se trabaja en medio ácido.
1.
Se ajustan las masas:
Cr2 O 72− + 14H + → 2Cr 3+ + 7 H 2 O
Fe 2 + → Fe 3+
2.
se ajustan las cargas:
Cr2 O 72− + 14H + + 6e − → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Fe 2 + − 1e − → Fe 3+
3.
Hechos los ajustes de carga y masa se identifican los procesos y los agentes.
-3-
S.R.≡Semireacción
4.
Se combinan las ecuaciones para eliminar entre dos los electrones.
Obteniendo la reacción iónica global.
Cr2 O 72− + 6Fe 2 + + 14H + → 2Cr 3+ + 6Fe 3+ + 7 H 2 O
5. Teniendo en cuenta las sales y ácidos presentes en el medio, se formula la reacción molecular
global.
K 2 Cr2 O 7 + 6FeSOy + 7H 2 SO → Cr2 (SO 4 )3 + 3Fe 2 (SO 4 )3 + 7 H 2 O + K 2 SO 4
3. Un método de obtención de cloro gaseoso se basa en la oxidación del ácido clorhídrico con
ácido nítrico, produciéndose simultáneamente dióxido de nitrógeno y agua.
a) Escriba la reacción ajustada por el método del ión-electrón.
Solución.
Se plantea un proceso de obtención del cloro que responde a la siguiente ecuación química sin
ajustar.
HCl + HNO 3 → Cl 2 + NO 2 + H 2 O
En el transcurso del proceso, hay dos elementos (cloro y nitrógeno) que modifican su valencia al
pasar de reactivos o productos:
Cloro : 1− → 0
Nitrógeno : 5+ → 0
Lo cual indica que es un proceso de oxidación reducción y se ajusta empleando el método: ión-electrón en
medio ácido.
Teniendo en cuenta las sales y ácidos presentes en el medio, se formula la reacción molecular
global.
2HNO 3 + 2HCl → 2 NO 2 + Cl 2 + 2H 2 O
b) Determine el volumen de cloro obtenido, a 25ºC y 1 atm, cuando se hacen reaccionar 500 ml de
una disolución 2 M de HCl con ácido nítrico en exceso, si el rendimiento de la reacción es de un
80%.
Solución.
Por estoiquiometría se establece la relación entre el HCl y el Cl2
Cl 2 1
1
; n (Cl 2 ) n (HCl )
=
HCl 2
2
mol
n (HCl ) = V·M = 0'5L·2
= 1mol
L
1
1
n (Cl 2 ) = ⋅1 =
2
2
Conocidos los moles de cloro, se calcula el volumen teórico del cloro con la ecuación gases
ideales.
1
⋅ 0'082 ⋅ 298
n ⋅R ⋅T 2
v=
=
= 12'2 L
P
1
-4-
El volumen real se obtiene a partir del dato del rendimiento.
R
80
VR = VT ·
= 12'2·
= 9'77 L
100
100
4. (Septiembre 1999) Considere la reacción: NHO3 + Cu ↔ Cu(NO3)2 + NO(g) + H2O.
Datos: Masas atómicas: Cu = 63’5; O = 16; N = 14; H = 1, R = 0’082 atm.1.mol−1.K−1.
a) Ajuste la reacción por el método ión−electrón.
Solución.
Los elementos que varían su valencia son:
N : 5+ → 2 +
Cu : 0 → 2 +
La semireacciones ajustadas por el método ión- electrón en medio ácido son:
Teniendo en cuenta las sales y ácidos presentes en el medio, se formula la reacción molecular
global.
8NO 3 H + 3Cu → 2 NO + 3Cu (NO 3 )2 + 4H 2 O
b) Calcule los pesos equivalentes de HNO3 y Cu2+.
Solución.
Oxidante: HNO 3
Reductor: Cu
M 63
=
= 21 gr
Eq − gr
3
3
M 63'5
Peq =
=
= 31'75 gr
Eq − gr
2
2
Peq =
¿Qué volumen de NO (medio a 1 atmósfera y 273 K) se desprenderá si se oxidan 2’50 g de cobre
metálico?
Solución.
Se puede hacer de dos formas:
c)
I)
Volumetría Red-Ox. En el punto de equivalencia se debe de cumplir:
n º eq − gr (Cu ) = n º eq − g(NO ) :
teniendo en cuenta:
m(Cu )
m(NO )
=
Peq (Cu ) Peq (NO )
M (NO ) 
v  : m(Cu ) = n (NO ) ⋅ v

m(NO )
= n (NO )  Peq (Cu )

M(NO )
Peq (NO ) =
n (NO ) =
m(Cu )
2,5
=
= 0'026
v(NO ) ⋅ Peq (Cu ) 3 ⋅ 31'75
Conocido el número de moles de monóxido de nitrógeno se calcula el volumen mediante la
ecuación de gases ideales.
n (NO ) ⋅ R ⋅ T 0'026 ⋅ 0'082 ⋅ 273
V(NO ) =
=
= 0'588 L
P
1
-5-
II) Mediante las relaciones estequiométricas entre el Cu y el NO.
2 2'5
2
NO 2
; n (NO ) = n (Cu ) = ⋅
=
= 0'026
3 63'5
3
Cu 3
Se obtiene el mismo número de moles que los calculados por el 1º método, por lo tanto también
coincide el volumen de cloro
5. Dados los equilibrios:
KMnO4 + FeCl2 + HCl ↔ MnCl2 + FeCl3 + KCl + H2O
KMnO4 + SnCl2 + HCl↔ MnCl2 + SnCl4 + KCl + H2O
a) Ajuste ambas reacciones.
Solución.
I) KMnO 4 + FeCl 2 + HCl → MnCl 2 + FeCl 3 + KCl + H 2 O
Elementos que varían su valencia:
Mn : 7 + → 2+ : Gana e Fe : 2+ → 3+ : Pierde e -
Las semireacciones (S.R.) ajustadas en medio ácido son:
Por tanteo a partir de la iónica se obtiene la reacción molecular:
KMnO 4 + 5Fe Cl 2 + 8HCl → MuCl 2 + 5FeCl 3 + 4H 2 O + KCl
Peq (KMnO 4 ) =
M (KMnO 4 ) 158
M (FeCl 2 ) 127
Peq (FeCl 2 ) =
=
= 31'6 gr
=
= 127 gr
eq
eq
5
5
1
1
II) KMnO 4 + SnCl 2 + HCl → MnCl 2 + SnCl 4 + KCl + H 2 O
Elementos que cambien la valencia:
Mn : 7 + → 2 + Gana e −
Sn : 2+ → 4 + Pierde e −
Las semireacciones ajustadas en medio ácido son:
Por tanteo a partir de la iónica se obtiene la reacción molecular:
2KMnO 4 + 5 SnCl 2 + 16HCl → 2MnCl 2 + 5 SnCl 4 + 8H 2 O + 2KCl
Peq (KMnO 4 ) =
M(KMnO 4 ) 158
M(SnCl 2 ) 189'7
Peq (SnCl 2 ) =
=
= 31'6 gr
=
= 94'85 gr
eq
eq
5
5
2
2
b) Calcule el volumen de KMnO4 0,1 M necesario para oxidar el Fe+2 y el Sn2+ contenidos en 10 g de
una muestra que contiene partes iguales en peso de sus cloruros.
Solución.
El volumen de KMnO4 pedido es la suma de los volúmenes empleados para la oxidación de
Fe 2 + y S 2n + presente en la disolución. Los moles de KMnO4 se puede calcular por equivalentes red-ox o
por estequiometria.
-6-
Por equivalentes red-ox. Para el Fe 2+ , en el punto de equivalencia se cumple:
n º eq - gr (oxidante ) = n º eq - gr (reductor )
N(KMnO 4 ) ⋅ V1 =
m( FeCl 2 )
(1)
Peq (FeCl 2 )
La normalidad de permanganato se obtiene a partir de la relación
N = M⋅v
N(KMnO 4 ) = M(KMnO 4 ) ⋅ v Re d −ox = 0'1 ⋅ 5 = 0'5 eq
L
La masa del cloruro de ferroso se obtiene del enunciado.
m(FeCl 2 ) = m(SnCl 2 ) 
 : m(FeCl 2 ) = m(SnCl 2 ) = 5 gr
m(FeCl 2 ) + m(SnCl 2 ) = 10
Sustituyendo en la igualdad (1)
0'5 ⋅ VOx =
5
→ VOx = 0'079 L = 79 mL
127
Para el Sn 2+ . Al igual que en el caso anterior
n º eq - gr (OX ) = n º eq - g(Red )
n º eq - g(KMnO 4 ) = n º eq − g(SnCl 2 )
N(KMnO 4 ) ⋅ V2 =
m(SnCl 2 )
(2)
Peq (SCl 2 )
conocidos todos los valores se sustituyen en la igualdad (2)

N(KMnO 4 ) = 0'5 eq 
L
5
′ =
′ = 0'105 L = 105 mL
m(SnCl 2 ) = 5 gr  : 0'5 ⋅ VOx
→ VOx
94'85

gr
Peq (SCl 2 ) = 94'85
eq 
El volumen total será la suma de los dos volúmenes.
VT = 79 + 105 = 184 mL
Por estequiometria.
El nº moles de KMnO 4 necesarios para oxidar todos los cationes hierro(II) y estaño(II)
contenidos en la disolución es:
KMnO 4 1
1
1 m(FeCl 2 ) 1 5
= ; n 1 (KMnO 4 ) = ⋅ n (FeCl 2 ) = ⋅
= ⋅
= 0'079
FeCl 2
5
5
5 M (FeCl 2 ) 5 127
KMnO 4 2
2
2 m(SnCl 2 ) 2 5
= ; n 2 (KMnO 4 ) = ·n (SnCl 2 ) = ·
= ⋅
0'0105
SnCl 2
5
5
5 M (SnCl 2 ) 5 189'7
n T (KMnO 4 ) = n1 + n 2 = 0'0184
Conociendo los moles totales y la molaridad, se calcula el volumen de la disolución de KMnO4 .
n
n 0'0184
M=
→ V=
=
= 0'184 L
V
M
0'1
V = 184 mL
-7-
6. El dicromato potásico oxida al yoduro sódico en medio ácido sulfúrico y se origina sulfato
sódico, sulfato de cromo (III) y yodo. ¿De qué normalidad será una disolución de yoduro sódico, sabiendo
que 30 mL de la misma necesitan para su oxidación 60 mL de una disolución de dicromato potásico, que
contiene 49 g/l de dicromato potásico?
Datos: Masas atómicas K = 39, Cr = 52, O = 16, I = 127
Solución.
K 2 Cr2 O 7 + NaI + H 2 SO 4 → Cr2 (SO 4 )3 + I 2 + Na 2 SO 4
El problema se puede resolver sin necesidad de ajustar la reacción. Teniendo en cuenta que en el
punto de equivalencia de una reacción red-ox de debe cumplir que:
n º eq - gr (OX ) = n º eq - gr (Red )
En disolución, esta igualdad se transforma en:
N OX ⋅ VOX = N Re d ⋅ VRe d
La normalidad se puede relacionar con la molaridad por la igualdad N = M ⋅ v . Sustituyendo en
la expresión anterior.
M OX ⋅ v OX ⋅ VOX = M Re d ⋅ v Re d ⋅ VRe d
(1)
Oxidante: átomo ó grupo de átomos que gana e-.
Cr2 O 72− + 6e − → 2Cr 3+ : v OX = 6
Reductor: átomo ó grupo de átomos que pierde e-.
2I − − 2e − → I 2 , v Red = 1
Del enunciado se extraen todos los datos restantes necesarios
49 gr
ml = 0'1667
M OX = M (K 2 Cr2 O 7 ) =
gr
294
ml
−3
VOx = 60 mL = 60×10 L
VRed = 30 mL = 30×10−3 L
Sustituyendo los datos en (1).
0’1667 · 6 · 60×10−3 = M(NaI) · 1 · 30×10−3
M(NaI ) = 2 ml
l
Otra forma de resolver el problema, es por relaciones estequiométricas. Para ello es
necesario ajustar la reacción, y esto se consigue por el método ión-electrón.
Mediante la reacción iónica se puede obtener las reacciones estequiométricas entre el oxidante
(K2Cr2O7) y el reductor (NaI).
Na I
6
= ⇒ n (NaI ) = 6 · n (K 2 Cr2 O 7 )
K 2 Cr2 O 7 1
9
49· ·60 · 10 −3 l
l
= 0'01
299 gr
mol
n (NaI ) = 6 · 0'01 = 0'06
Conocido el nº de moles y el volumen se calcula la concentración.
n (NaI )
0'06
=
= 2 mol
M (NaI ) =
l
V
30·10 −3
m(K 2 Cr2 O 7 )
n (K 2 Cr2 O 7 ) =
=
M(K 2 Cr2 O 7 )
-8-
7. En medio ácido, el clorato potásico reacciona con cloruro de hierro (II) para dar cloruro de
hierro (III) y cloruro potásico. Ajuste la reacción completa por el método del ión-electrón y calcule los
pesos equivalentes del oxidante y del reductor.
Datos: Masas atómicas: Cl = 35’5; O = 16; K = 39; Fe = 55’8
Solución.
KClO 3 + FeCl 2 + H + → FeCl 3 + KCl
Elementos que varían su valencia
Cl : 5+ → 1 −
Gana e Pierde e -
Fe : 2+ → 3 +
Semireacciones ajustadas en medio ácido
Oxidante: Gana electrones.
KClO 3
Reductor: Pierde electrones. FeCl 2
M 122'5
=
= 20'42 gr
Eq
v
6
M 126'8
=
= 126'8 gr
Peq =
Eq
v
1
Peq =
8. Escriba y ajuste la reacción de reducción de ácido arsénico (H3AsO4) a arsina (AsH3) por cinc
metálico, oxidándose este a Zn (II).
Solución.
H 3 AsO 4 + Zn → AsH 3 + Zn 2+
Elementos que cambian de valencia:
As : 5+ → 3 −
Zn : 0 → 2 +
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
Por tanteo se obtiene la molecular
H 3 AsO 4 + 4 Zn + 8H + → AsH 3 + 4 Zn 2+ + 4H 2 O
9. La reacción entre el ácido nítrico y el cinc metálico conduce a la formación de nitrato de
zinc (II) y nitrato amónico en disolución acuosa.
a) Escriba y ajuste la reacción
Solución.
HNO3 + Zn → Zn(NO3)2 + NH4NO3
Elementos que cambian de valencia:
N : 5+ → 3 −
Zn : 0 → 2 +
-9-
Semireacciones ajustadas en medio ácido:
( )
Reacción molecular. Puesto que en la reacción hacen falta 10 protones H + , se ajustan
poniendo 10 moléculas de ácido nítrico. Teniendo en cuanta que de las diez solo una se reduce a ión
amonio, quedando las otras nueve para formar sales.
10HNO3 + 4Zn → NH4NO3 + 4Zn(NO3)2 +3H2O
b) Calcule el volumen de ácido nítrico de densidad 1,25 g/mL y 25% de riqueza en peso que se necesita
para disolver 5 g de cinc.
DATOS: Masas atómicas, Zn = 65,4; O = 16; N = 14; H = 1
Solución.
En este caso no es posible hacer este cálculo por la igualdad entre equivalentes, ya que la
relación estequiométrica entre el ácido nítrico y el zinc no coincide con la relación entre sus valencias,
debido a que el oxidante es un ácido y también se usa como generador de protones.
Por la estequiometria de la reacción.
HNO 3 10
5
5
= ;
= 0'191 moles
n (HNO 3 ) = n (Zn ) =
65'4
2
Zn
4
Conocidos los moles de HNO 3 puro se calcula la masa en gramos.
m(HNO 3 ) = n ⋅ M = 0'191 ⋅ 63 = 12'041 gr = m(s )
Con las especificaciones comerciales del ácido, se calcula el volumen.
1. Mediante la riqueza se calcula la masa de la disolución.
m (s )
·100
dn (d + s )
m(s )
·100 = 48'165gr
R
2. Conocida la masa de la disolución y la densidad, se calcula el volumen.
R=
m(s )    → m(d + s ) =
m(s )
m (d + s )
 V →; V
d=
=
m(d + s )
= 38'5mL
d
10. Dadas las siguientes reacciones:
ácido sulfúrico + ácido sulfhídrico ↔ azufre + agua
ácido sulfúrico + hidróxido sódico ↔ sulfato sódico + agua
a) Ajuste ambas reacciones y calcule el peso equivalente del ácido sulfúrico en cada una de ellas.
Solución.
I) H2SO4 + H2S → S + H2O
Elementos que cambian de valencia.
S : +6 → 0
Gana e -
S : −2 → 0
Pierde e -
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
Los aniones se ajustan con los protones para formar ácidos y se obtiene la reacción molecular.
H2SO4 + 3 H2S → 4 S + 4 H2O
- 10 -
Peq =
M
: Masa necesaria para que se produzcan el número de Avogadro de reacciones
v
elementales.
Para la reacción de reducción del ácido sulfúrico a Azufre elemental, por ser un proceso red-ox,
la valencia en el número de electrones que se transfiere.
)
M 98
=
= 18'3 gr
Peq (H 2 SO 4 ) =
Eq
v
6
II) H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O
Reacción de neutralización ácido-base. La valencia del ácido sulfúrico en este tipo de reacciones
es el número de protones que puede ceder (v = 2 ) .
Peq (H 2 SO 4 ) =
98
= 49 gr
Eq
2
b) Calcule cuantos gramos de hidróxido sódico reaccionarán con un equivalente de ácido sulfúrico.
DATOS: S = 32, Na = 23, 0 = 16, H = 1
Solución.
n º eq − gr (ácido ) = n º eq − gr (base ).
m(NaOH )
m(NaOH )
m
1=
=
=
⇒ m = 40gr
40
Eq − gr (NaOH ) M(NaOH )
1
v(ácida )
11. El dicromato potásico, en medio ácido sulfúrico, oxida al peróxido de hidrógeno formando
oxígeno y reduciéndose a cromo (III)
a) Ajuste por el método del ión electrón la reacción que tiene lugar.
Solución.
K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4 → O2 + Cr2(SO4)3
Los elementos que cambian de valencia son:
Cr : 6+ → 3 +
Gana e -
O : 1− → 0
Pierde e -
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
Simplificando los protones:
Su forma molecular en medio ácido sulfúrico es:
K2Cr2O7 + 3 H2O2 + 4 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + O2 + 7 H2O + K2SO4
b) Calcule el peso equivalente del dicromato potásico y del peróxido de hidrógeno en esta reacción.
DATOS: Masas atómicas: Cr = 52; O = 16; H = 1; K = 39
Solución.
Peso equivalente. Masa en gramos necesaria para que se produzcan el número de Avogabro de
reacciones elementales.
M
Peq =
: v ≡ Valencia red-ox, número de electrones que se transfieren.
v
- 11 -
M 294
=
= 49 gr
eq
v
6
M 34
=
=
= 17 gr
Eq
v
2
K 2 Cr2 O 7 : Peq =
H 2 O 2 : Peq
12. El ácido clorhídrico concentrado reacciona con óxido de manganeso (IV) para dar cloro
elemental y cloruro de manganeso (II).
a) Ajuste la ecuación completa por el método del ión-electrón.
Solución.
HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2
Elementos que cambian de valencia:
Mn : 4+ → 2 +
Cl : 1− → 0
Gana electrones
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido:
Transformando los iones en sales ó ácidos, se obtiene la reacción molecular ajustada.
MnO2 + 4 HCl → Cl2 + MnCl2 + 2 H2O
b) Calcule el volumen de ácido clorhídrico necesario para hacer reaccionar completamente 1 g de
óxido manganeso(IV) si el ácido tiene una riqueza del 35% y su densidad es de 1’17 g/cm3.
DATOS: Masas atómicas: Mn = 55; Cl = 35,5; O = 16; H = 1.
Solución.
Por estequiometria de la reacción:
1gr
HCl
4
= ; n (HCl ) = 4 ⋅ n (MnO 2 ) = 4 ⋅
MnO 2 1
87 gr
ml
Conocidos por estequiometria los moles de ácido clorhídrico se calcula la masa de ácido puro.
n (HCl ) = 0'046 ; m(HCl ) = n·M = 0'046 ml ⋅ 36'5 gr
ml
m(HCl ) = 1'678 gr
Para calcular el volumen necesario, se tiene en cuenta las especificaciones comerciales de la
disolución (densidad y riqueza).
Con la riqueza se calcula la masa de la disolución.
m(s )
1'678
m d +s =
·100 =
·100 = 4'795gr
R
35
El volumen, se calcula con la densidad.
4'795 gr
m
V= =
= 4'1cm 3
d 1'17 gr
cm 3
- 12 -
13. El permanganato (tetraoxomanganato (VII)) de potasio, en medio ácido sulfúrico, oxida al
sulfato de hierro (II) y reduciéndose él a manganeso (II).
a) Ajuste por el método del ión electrón la reacción que tiene lugar.
Solución.
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O
Elementos que cambian de valencia:
Mn : 7 + → 2 +
Fe : 2+ → 3 +
Gana electrones
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
Transformando los iones a su forma molecular teniendo en cuenta el medio de trabajo(H2SO4).
5
1
KMnO 4 + 5FeSO 4 + 4H 2 SO 4 → MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 )3 + 4H 2 O + K 2 SO 4
2
2
Multiplicando por 2 toda la ecuación para no dejar coeficientes estequiométricos fraccionarios:
2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 → 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 8 H2O + K2SO4
b) Si se dispone de 25 ml de disolución de sulfato de hierro (II) 0’5 M, calcule el peso de permanganato
de potasio necesario para su completa oxidación.
DATOS: masas atómicas Mn = 55; O = 16; K = 39
Solución.
La forma mas rápida y sencilla de hacer este apartado es por equivalente, aunque también se
puede hacer por estequiometria.
Por equivalentes red-ox:
n º eq − gr (Ox ) = n º eq − gr (Re d )
n º eq − gr (KMnO 4 ) = n º eq − gr (FeSO 4 )
14442444
3 144
42444
3
Sólico
Disolución
teniendo en cuenta el estado de agregación de cada uno:
m(KMnO 4 )
= N FeSO 4 ⋅ V (1)
Eq − gr (KMnO 4 )
M 158
=
= 31'6 gr
Eq
v
5
N(FeSO 4 ) = M(FeSO 4 ) ⋅ v = 0'5 ⋅1 = 0'5
Eq − gr (KMnO 4 ) =
Sustituyendo en la igualdad (1):
m(KMO 4 )
= 0'5 ⋅ 25 × 10 −3
31'6
m (KMnO4) = 0’395 gr
Por estequiometria:
KMnO 4
2
=
FeSO 4
10
→
n (KMO 4 ) =
1
1
n (FeSO 4 ) = ⋅ M ⋅ V
5
5
1
⋅ 0'5 ⋅ 25 × 10 −3 = 2'5 × 10 −3 moles
5
m (KMnO4) = n · M = 2’5×10−3 · 158 = 0’395 gr
n (KMnO 4 ) =
- 13 -
14. El hipoclorito sódico (oxoclorato (I) de sodio) reacciona con nitrato de plomo (II) y se
obtienen, entre otras sustancias, óxido de plomo (IV) y cloruro sódico. Escriba y ajuste las ecuaciones
iónicas parciales y la reacción iónica completa.
Solución.
Elementos que varían se valencia:
Cl : 1+ → 1 −
Pb : 2+ → 4 +
Gana electrones
Pierde electrones
Las semireacciones ajustadas en medio ácido son:
Simplificando los protones y el agua entre los dos miembros se obtiene la reacción iónica.
Completando iones se obtiene la reacción molecular.
NaClO + Pb(NO 3 )2 + H 2 O → NaCl + PbO 2 + 2HNO 3
15.
a) Defina los conceptos de oxidación y reducción e indique como varían los números de oxidación
en cada caso.
Solución.
• Oxidación: Proceso en el que un átomo ó grupo de átomos pierde electrones. Aumenta su
valencia.
• Reducción: Proceso en el que un átomo ó grupo de átomos gana electrones. Disminuyendo su
valencia.
b) ¿A qué tipo de procesos corresponden las semirreacciones? :
(1) H2O2 → H2O+......
(2) H2O2 → O2+.........
Solución.
(1) H2O2 → H2O +...... El oxigeno cambia de valencia 1− a 2−, gana electrones, luego es un
proceso de reducción.
(2) H2O2 → O2 +......... El oxigeno cambia de valencia 1− a 0, pierde electrones, luego es un
proceso de oxidación.
c) Ajuste ambas reacciones.
Solución.
(1) 2H 2 O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O
(2) La segunda reacción se puede ajustar en medio ácido o en medio básico.
• Básico: H 2 O 2 + 2OH − − 2e − → O 2 + 2H 2 O
•
Ácido: H 2 O 2 − 2e − → O 2 + 2H +
- 14 -
16. El ácido nítrico oxida al ácido sulfhídrico a azufre mientras que él se reduce a ión amonio.
a) Ajuste dicha reacción por el método del ión-electrón.
Solución.
HNO 3 + H 2 S → S + NH +4
Elementos que cambian su valencia:
N : 5+ → 3 −
S : 2− → 0
Gana electrones
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido:
•
•
Los 10 protones los repartimos de la siguiente forma:
8H+ formando 4 moléculas de H2S
2H+ formaran 2 moléculas de HNO3 , de las dos moléculas, una se reduce a ión amonio y la otra
se mantiene como nitrato para formar sales nitradas (Ión portador).
2HNO 3 + 4H 2 S → NH 4 NO 3 + 4S + 3H 2 O
b) Calcule qué volumen de ácido nítrico 0,1 M será necesario para oxidar 0,0425 gramos de ácido
sulfhídrico.
DATOS: Masas atómicas: S = 32 O = 16 N = 14 H = 1
Solución.
Se puede hacer de dos formas:
(1) Por equivalentes:
n º eq − grOx (HNO 3 ) = n º eq − grRe d (H 2 S)
144424443 14442444
3
liquido
Sólido
Teniendo en cuenta el estado de agregación
N(HNO 3 ) ⋅ V(HNO 3 ) =
m(H 2 S)
Eq − gr (H 2 S)
M
v
Donde v es la valencia red-ox, número de electrones que se transfieren en la semireacción.
m(H 2 S)
M(HNO 3 ) ⋅ V(HNO 3 ) ⋅ v(HNO 3 ) =
M(H 2 S)
v(H 2 S)
Sustituyendo por los valores:
0'0425
0'1 ⋅ V(HNO 3 ) ⋅ 8 =
34
2
Despejando
V(HNO3) = 3’125×10−3 L =3’125 mL
N = M⋅v ;
Eq - gr =
(2) Por estequiometria:
HNO 3 2
= ;
H 2S
4
n (HNO 3 ) =
n (HNO 3 ) =
1
n (H 2 O )
2
1 0'0425
⋅
= 6'25 × 10 − 4
2 34
- 15 -
Conociendo el número de moles, se calcula el volumen con la molaridad.
n
n 6'25 × 10 −4
M= ; V=
=
= 6'25 × 10 −3 L
V
M
0'1
V(HNO 3 ) = 6'25 mL
17. (Junio 2000) El cloro molecular en presencia de hidróxido de sodio se transforma en
cloruro de sodio y clorato de sodio.
a) Ajuste la reacción que tiene lugar por el método del ión electrón.
Solución.
Cl 2 + NaOH → NaCl + NaClO 3
Se produce una reacción de disminución. Un mismo elemento (Cl 2 ) se reduce y se oxida.
Cl : 0 → −1
Gana electrones
Cl : 0 → +5
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio básico.
Completando los iones con Na se obtiene la ecuación molecular.
6Cl 2 + 12 NaOH → 10 NaCl + 2 NaClO 3 + 6H 2 O
b) Calcule cuántos gramos de hidróxido de sodio será necesario añadir para que reacciones un mol de
cloro.
DATOS: Masas atómicas: Na = 23; O = 16; H = 1
Solución.
Por la estequiometria de la reacción:
NaOH 12
= ;
n (NaOH ) = 2n (Cl 2 ) = 2 ⋅1 = 2 moles
Cl 2
6
m(NaOH ) = n (NaOH ) ⋅ M(NaOH ) = 2 moles ⋅ 40
gr
= 80gr
ml
18. Los iones bromato oxidan a los iones bromuro en medio ácido, originándose bromo
molecular.
a) Ajuste dicha reacción por el método del ión electrón.
Solución.
+
H
BrO 3− + Br − →
 Br2
Elementos que cambian de valencia:
Br : 5+ → 0
Br : 1− → 0
Gana electrones
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido:
Si no se especifica el ácido, la reacción molecular se puede dejar de la siguiente forma.
2 NaBrO 3 + 10 NaBr + 12H + → 6Br2 + 6H 2 O + 12K +
- 16 -
b) Calcule los gramos de bromato potásico que son necesarios para oxidar completamente el bromuro
potásico contenido en 50 ml de una disolución 0,1 M de dicha sal.
Datos: Masa atómicas, Br = 80, O = 16, K = 39
Solución.
El apartado se puede hacer por estequiometria o por equivalentes.
i)
Estequiometria:
KBrO 3
2
1
= ; n (KBrO 3 ) = n (KBr )
KBr
10
5
Conocido el número de moles y teniendo en cuenta que el KBr está en disolución:
1
n (KBrO 3 ) =
M(KBr ) ⋅ V(KBr )
5
1
n (KBrO 3 ) =
0,1⋅ 50 × 10 −3 = 1× 10 −3 mol
5
gr
m(KBrO 3 ) = n (KBrO 3 ) ⋅ PM (KBrO 3 ) = 1× 10 −3 mol ⋅167
= 0,167 gr
mol
ii)
Por equivalentes:
En el punto de equivalencia se debe cumplir:
n º eq − gr (Ox ) = n º eq − gr (Re d )
n º eq − gr (KBrO 3 ) = n º eq − gr (KBr )
Teniendo en cuenta los estados de agregación de cada uno:
m(K (BrO 3 ))
= N(KBr ) ⋅ V(KBr )
Peq (KBrO 3 ) 1442443
Líquido
14
4244
3
Sólido
De las semireacciones, se obtiene la valencia de cada proceso, necesaria para calcular el peso
equivalente del bromato potásico (KBrO 3 ) y la normalidad del bromuro potásico (KBr ) .
M(KBrO 3 ) 167
Peq(KBrO 3 ) =
=
= 33'4 gr
eq
v
5
N(KBr ) = M ⋅ v = 0'1 ⋅1 = 0'1
Sustituyendo en la igualad;
Despejando:
m(KBrO 3 )
= 0'1 ⋅ 50 × 10 −3
33'4
m(KBrO 3 ) = 0'167 gr = 167 mgr
También se puede calcular por la estequiometria de la reacción:
19. El peróxido de hidrógeno reacciona con permanganato de potasio [tetraoxomanganato (VII)
de potasio], en medio ácido sulfúrico, formándose una disolución acuosa de sulfato de manganeso (II) y
sulfato de potasio, y desprendiéndose oxígeno.
DATOS: R = 0.082 atm·L·mol–1·K – 1. Masas atómicas: Mn = 54.94; O = 16; K = 39.1
a) Escriba y ajuste la reacción molecular completa.
Solución.
H2O2 + KMnO4 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + O2
Elementos que cambian de valencia:
Mn : 7 + → 2 +
O : 1− → 0
Gana electrones
Pierde electrones
- 17 -
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
Se transforman los iones en moléculas teniendo en cuenta el medio de trabajo (H2SO4), y los
cationes presentes (K+).
5 H2O2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + K2SO4 + 5 O2 + 8 H2O
b) Calcule el volumen de disolución 1 M de permanganato de potasio empleado, si se desprendieron 5 L
de oxígeno, medidos a 0ºC y 1 atm.
Solución.
Dos formas de resolver el apartado, por estequiometria o por equivalentes:
Por la estequiometria de la reacción:
KMnO 4 2
2
2 P ⋅ V(O 2 )
=
→ n (KMO 4 ) = n (O 2 ) = ⋅
O2
5
5
5
R ⋅T
2
1⋅ 5
⋅
= 0'089 moles
5 0'082 ⋅ 273
conocidos los moles de soluto (KMnO4) y la concentración de la disolución se calcula el volumen
mediante la definición de molaridad.
n
M=
Vd + s (l )
n (KMnO 4 ) =
Vd + s (l ) =
n 0'089(mol)
=
= 0'089(L ) = 89(mL )
M
1 mol
l
(
)
Por equivalentes:
nº Eq-gr (KMnO4) = nº Eq-gr (H2O2)
Teniendo en cuenta el estado de agregación de cada uno:
N KMnO 4 ⋅ VKMnO 4 = n (O 2 ) ⋅ v O 2
La normalidad de oxidante se puede relacionar con la molaridad mediante la ecuación:
N=M·v
Y el número de moles de oxígeno se calcula mediante la ecuación de gases ideales.
P ⋅ VO 2
M KMnO 4 ⋅ v KMnO 4 ⋅ VKMnO 4 =
⋅ v O2
R ⋅T
Teniendo en cuenta que la valencia red-ox es el número de electrones que se transfieren en la
semirreacción, la valencia del permanganato potásico es 5 y la del peroxido de hidrógeno es 2,
sustituyendo:
1⋅ 5
 mol   eq − gr 
(mol)⋅ 2 eq − gr 
1
 ⋅ V(l ) =
 ⋅ 5
0'082 ⋅ 273
 l   mol 
 mol 
( )
V( KMnO 4 = 1M ) = 0'089(L ) = 89 cm 3
- 18 -
20. (Septiembre 2000) Para determinar la concentración de ión yoduro de una disolución se
utiliza permanganato de potasio (tetraoxomanganato (VII) de potasio) en medio ácido, siendo los
productos de la reacción yodo y manganeso (II).
a- Escriba y ajuste la reacción que tiene lugar.
Solución.
+
H
KI + KMnO 4 →
 I 2 + Mn 2 +
Elementos que cambian de valencia:
Mn : 7 + → 2 + Gana electrones
I : 1− → 0
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
La reacción molecular sin especificar el tipo de ácido quedaría de la siguiente forma:
10KI + 2KMnO 4 + 16H + → 5I 2 + 2Mn 2 + + 12K + + 8H 2 O
b- Si para valorar 18.4 mL de una disolución de yoduro de potasio se gastaron 27.6 mL de
permanganato de potasio 0.08 M, ¿cuál será la concentración de la disolución de yoduro de potasio?
Solución.
Este apartado se puede hacer por estequiometria o por equivalentes:
• Estequiometria
KI
10
=
KMnO 4
2
→
n (KI ) = 5 ⋅ n (KMO 4 )
Para disoluciones, teniendo en cuenta la definición de molaridad, el número de moles se puede
expresar en función del volumen y de la concentración
M(KI ) ⋅ V(KI ) = 5 ⋅ M(KMnO 4 ) ⋅ V(KMnO 4 )
sustituyendo
M (KI ) ⋅18'4 × 10 −3 = 5 ⋅ 0'08 ⋅ 27'6 × 10 −3
M(KI ) = 0'6
• Equivalentes
nº Eq-gr (KMnO4) = nº Eq-gr (KI)
teniendo en cuenta que se trata de disoluciones:
N KMnO 4 ⋅ VKMnO 4 = N KI ⋅ VKI
teniendo en cuenta la relación entre la molaridad y la normalidad
N = M·v
M KMnO 4 ⋅ v KMnO 4 ⋅ VKMnO 4 = M KI ⋅ v KI ⋅ VKI
la valencia red-ox es el número de electrones que se transfieren en la semirreacción, la valencia del
permanganato potásico es 5 y la del yoduro es 1, sustituyendo:
0'08 ⋅ 5 ⋅ 27'6 × 10 −3 = M KI ⋅1 ⋅18'4 × 10 −3
despejando la molaridad
M KI = 0'6
- 19 -
21. (Septiembre 2001) El ácido clórico [trioxoclorato (V) de hidrógeno] reacciona con yodo en
medio acuoso obteniéndose ácido yódico [trioxoyodato (V) de hidrógeno] y ácido clorhídrico.
a. Escriba y ajuste la reacción por el método del ión-electrón.
Solución.
H O
HClO 3 + I 2 2→ HIO 3 + HCl
Elementos que cambian de valencia:
Cl : 5+ → 1 − Gana electrones
I: 0 → 5+
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
Completando los iones con protones se llega a la ecuación molecular
5HClO 3 + 3I 2 + 3H 2 O → 5HCl + 6HIO 3
b. ¿Qué volumen de ácido clórico 2 M hará falta para que la reacción con 80 g de yodo sea
completa?
Datos. Masas atómicas: I = 127; Cl = 35’5; O = 16; H =1
Solución.
Para calcular el volumen de ácido clórico 2M necesario se tiene en cuenta la estequiometria de
la reacción.
HClO 3 5
=
I2
3
n (HClO 3 ) =
5
5 m(I 2 ) 5 80
n (I 2 ) = ⋅
= ⋅
= 0'52 moles
3
3 M(I 2 ) 3 2 ⋅127
conocidos los moles de soluto (HClO3) y la concentración de la disolución se calcula el volumen
mediante la definición de molaridad.
n
M=
Vd + s (l )
Vd +s (l ) =
n 0'52(mol)
=
= 0'26(L ) = 260(mL)
M
2 mol
l
(
)
El problema también se puede resolver por equivalentes.
nº Eq-gr (Ox) = nº Eq-gr (Red)
n º Eq − gr (HClO 3 ) = n º Eq − gr (I 2 )
teniendo en cuenta el estado de agregación de cada componente
m I2
N HClO3 ⋅ VHClO3 =
Eq − grI 2
con la relación entre la molaridad y la normalidad y la definición de equivalente la ecuación se transforma
en:
m I2
M HClO3 ⋅ v HClO3 ⋅ VHClO3 =
M I2
v I2
Valencia: nº de e− que se transfiere en cada semireacción. Sustituyendo
80
2 ⋅ 6 ⋅ VHClO3 =
2 ⋅127
10
VHClO3 = 0'26(L )
- 20 -
22. (Junio 2000) El cloro se obtiene por oxidación del ácido clorhídrico con dióxido de
manganeso pasando el manganeso a estado de oxidación dos.
a) Escriba y ajuste la reacción.
Solución.
HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2
Elementos que cambian de valencia:
Mn : 4+ → 2 +
Cl : 1− → 0
Gana electrones
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido:
Transformando los iones en sales ó ácidos, se obtiene la reacción molecular ajustada.
MnO2 + 4 HCl → Cl2 + MnCl2 + 2 H2O
b) ¿Cuántos moles de dióxido de manganeso hay que utilizar para obtener dos litros de cloro gas,
medidos a 25 ºC y una atmósfera?
Datos: R = 0,082 atm . L . mol-1. K-1.
Solución.
Por estequiometria de la reacción:
MnO 2 1
P⋅V
1⋅ 2
= ; n (MnO 2 ) = n (Cl 2 ) =
=
= 0'082 moles
Cl 2
1
R ⋅ T 0'082 ⋅ 298
¿Qué volumen de ácido clorhídrico 2 M se requiere para obtener los dos litros de cloro del apartado
b)?
Solución.
Teniendo en cuenta la relación estequiométrica entre el cloro y el ácido clorhídrico:
c)
n (HCl ) = 4 ⋅ n (Cl 2 ) = 4 ⋅ 0'082 = 0'328 moles
conocidos los moles de soluto (HCl) y la concentración de la disolución se calcula el volumen mediante la
definición de molaridad.
n
M=
Vd + s (l )
Vd +s (l ) =
n 0'328(mol)
=
= 0'164(L ) = 164(mL)
M
2 mol
l
(
)
23. (Septiembre 1999) Un gramo de un mineral de hierro se disuelve en ácido sulfúrico. Para
oxidar todo el Fe(II) formado a Fe (III), se emplean 20 ml de disolución 0,2 N (0,04 M) de permanganato
potásico, reduciéndose el manganeso a Mn (II). Masa atómica del Fe = 55’8.
a) Escriba y ajuste la reacción del Fe(II) con el ión permanganato.
Solución.
• Disolución del Fe en ácido sulfúrico.
Fe + H 2 SO 4 → Fe 2+ + H 2 + SO 24−
Oxidación del ión ferroso a férrico con permanganato en medio ácido.
H+
Fe 2+ + KMnO 4 
→ Fe 3+ + Mn 2+
- 21 -
Elementos que cambian de valencia:
Mn : 7 + → 2 +
Fe : 2+ → 3 +
Gana electrones
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
Teniendo en cuenta que se trabaja en media ácido sulfúrico, la reacción molecular queda de la
siguiente forma:
5
1
KMnO 4 + 5FeSO 4 + 4H 2 SO 4 → MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 )3 + 4H 2 O + K 2 SO 4
2
2
b) Calcule el porcentaje de hierro en el mineral.
Solución.
m Fe
%(Fe ) =
⋅100
m Mineral
Para conocer la masa de hierro que tiene el mineral es necesario calcular la masa de Fe2+ que ha
reaccionado. La masa de Fe2+ que ha reaccionado se puede calcular por estequiometria a partir de la
reacción iónica o por equivalentes.
i)
Por estequimetria:
MnO 4− + 5Fe 2+ + 8H + → Mn 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2 O
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
n (Fe ) = 5 ⋅ 0,04 ⋅ 20 × 10 = 4 × 10 mol
gr
m(Fe ) = m(Fe ) = n (Fe )⋅ Pm(Fe ) = 4 × 10 mol ⋅ 55,8
= 0,223 gr
mol
Fe 2 +
MnO −4
=
5
: n Fe 2 + = 5 n MnO −4 : n Fe 2 + = 5 M MnO −4 ⋅ V MnO −4
1
2+
2+
−3
2+
−3
−3
El porcentaje de hierro en el mineral es:
m Fe
0'2232
%(Fe ) =
⋅100 =
⋅100 = 22'32%
m Mineral
1
Por equivalentes:
Si se parte de un gramo de mineral, la masa de hierro se calcula mediante los datos de la
volumetría red-ox.
ii)
En el punto de equivalencia se debe de cumplir:
n º Eq − gr (Ox ) = n º Eq − gr (Re d )
Teniendo en cuenta el estado de agregación del permanganato (d+s), y el dato que se busca de
hierro (m):
m Re d
N Ox ⋅ VOx =
Eq − grRe d
Para esta reacción el equivalente gramo del hierro es:
M 55'8 Eq
Eq − grFe =
=
gr
v
1
por transferir un único electrón en la semireacción de oxidación. Sustituyendo los datos:
m
m Fe = 0'2232 gr
0'2 ⋅ 20 × 10 −3 = Fe
55'8
1
El porcentaje de hierro en el mineral es:
m Fe
0'2232
%(Fe ) =
⋅100 =
⋅100 = 22'32%
m Mineral
1
- 22 -
24. El ácido sulfúrico concentrado reacciona con el bromuro de potasio para dar sulfato de
potasio, bromo molecular, dióxido de azufre y agua.
a) Formular y ajustar las semirreacciones iónicas correspondientes y la reacción global completa.
Solución.
H 2 SO 4 + KBr → K 2 SO 4 + Br2 + SO 2 + H 2 O
Elementos que cambian de valencia:
S : 6+ → 4 + Gana electrones
Br : 1− → 0
Pierde electrones
Semireacciones ajustadas en medio ácido
SO42− +4H+ + 2e− → SO2 + 2H2O
Reducción
2Br− − 2e− → Br2
Oxidación

SO42− + 2Br− + 4H+ → SO2 + Br2 + 2H2O Reacción iónica global
2H2SO4 + 2KBr → Br2 + SO2 + K2SO4 + 2H2O Reacción global
b) Determinar el peso equivalente del agente oxidante.
Solución.
OXIDANTE: H2SO4. Pequ. = 98/2 g/Eq
Hallar los cm3 de bromo que se obtendrán al tratar 50 g de bromuro de potasio con ácido sulfúrico en
exceso. (La densidad del bromo a temperatura ordinaria es 2’9 g/cm3.)
Solución.
i)
Estequiometria.
Br2 1
1
1 m(KBr ) 1 50 gr
= : n (Br2 ) = n (KBr ) =
=
= 0,21
KBr 2
2
2 m(KBr ) 2 119 gr
mol
gr
m(Br2 ) = n (Br2 ) ⋅ Pm(Br2 ) = 0,21 mol ⋅ 160
= 33.6 gr
mol
m(Br2 )
m(Br2 ) 33'6
d Br2 =
⇒ V(Br2 ) =
=
= 11'6 cm 3
V(Br2 )
d Br2
2'9
c)
ii)
Equivalentes red-ox.
50 gr (KBr ) <>
n º Eq − gr (KBr ) = n º Eq − gr (Br2 )
50
m
m
160
Eq - gr = 0'42 = nº Eq - gr (Br2 ) =
=
⇒ m(Br2 ) = 0'42 ⋅
= 33'6 gr
119
Eq - gr 160
2
1
2
m(Br2 )
m(Br2 ) 33'6
d Br2 =
⇒ V(Br2 ) =
=
= 11'6 cm 3
V(Br2 )
d Br2
2'9
25. Para determinar la cantidad de cromo que contiene cierto mineral se transforma el cromo en
dicromato de sodio y se forma una disolución que se valora, una vez acidulada, con una disolución de
sulfato de hierro (II).
a) Escribir la ecuación redox correspondiente y ajustarla (los productos formados son sulfato de hierro
(III), sulfato de cromo (III), sulfato de sodio y agua).
Solución.
Na2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O
Los elementos que cambian de valencia son:
Cr : 6+ → 3 +
Gana e -
Fe : 2+ → 3 +
Pierde e -
Semireacciones ajustadas en medio ácido.
- 23 -
Completando los iones, se obtiene la reacción molecular.
Na 2 Cr2 O 7 + 6FeSO 4 + 7 H 2 SO 4 → 3Fe 2 (SO 4 )3 + Cr2 (SO 4 )3 + Na 2 SO 4 + 7H 2 O
b) ¿Cuántos gramos de sulfato de hierro (II) heptahidratado se necesitan para preparar 1 litro de
disolución 0’4M?
Solución.
Primero se calcula la masa de sal anhidra necesaria mediante la definición de normalidad y luego
se calcula la masa de sal hidratada.
m
n
M=
= Pm
V ( l)
V(l )
Para el sulfato de hierro, la valencia redox es 1, que es el e− que transfiere en su semirreacción.
m
m(FeSO 4 ) = 60'8 gr
0'4 = 152
1
Para calcular la masa de sal hidratada, se busca la relación entre ambas sales:
FeSO 4 ⋅ 7 H 2 O 278
278
=
⇒ m(FeSO 4 ⋅ 7H 2 O ) =
m(FeSO 4 )
FeSO 4
152
152
m(FeSO 4 ⋅ 7H 2 O ) =
278
⋅ 60'8 = 111'2 gr
152
Se ensayó una muestra de 1’5 gramos y en la valoración se gastaron 50 cm3 de disolución 0’4M de
sulfato de hierro (II). ¿Qué tanto por ciento de cromo en peso contiene el mineral?
Solución.
Por estequiometria se calcula la masa de dicromato de sodio.
Na 2 Cr2 O 7 1
1
1
= : n (Na 2 Cr2 O 7 ) = n (FeSO 4 ) : n (Na 2 Cr2 O 7 ) = M(FeSO 4 ) ⋅ V
6
6
FeSO 4
6
1
n (Na 2Cr2 O 7 ) = 0,4 mol ⋅ 50 ⋅ 10 − 3 L = 3,3 ⋅ 10 − 3 mol
L
6
m(Na 2 Cr2 O 7 ) = n (Na 2 Cr2O 7 ) ⋅ Pm(Na 2Cr2O 7 ) = 3,3 ⋅ 10 −3 mol ⋅ 262 gr
= 0,87 gr
mol
para calcular la masa de cromo se busca la relación másica de este en el dicromato potásico.
Cr
104
104
104
=
⇒ m(Cr ) =
m(Na 2 Cr2 O 7 ) =
⋅ 0'87 = 0'35 gr
262
Na 2 Cr2 O 7 262
262
Riqueza en cromo del mineral
m(Cr )
0'35
R (Cr ) =
⋅100 =
⋅100 = 23'3%
m(Mineral )
1'5
c)
La masa de dicromato posbásico también se puede calcular mediante equivalentes red-ox.
n º Eq − gr (Ox ) = n º Eq − gr (Re d )
m(Na 2 Cr2 O 7 )
= N(FeSO 4 ) ⋅ V
Eq − gr
m(Na 2 Cr2 O 7 )
= 0'4 ⋅ 50 × 10 −3
262
6
m(Na 2 Cr2 O 7 ) = 0'87 gr
- 24 -