a) 5 Fe2+ + MnO4 - IES Dolmen de Soto

Ejercicio 3 - (2001-02). Dada la siguiente reacción:
KMnO4 + FeSO4 + H 2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
a) Ajuste la reacción anterior por el método del ion-electrón.
b) Calcule los mL de disolución 0’5 M de KMnO4 necesarios para que reaccionen
completamente con 2’4 g de FeSO4.
Masas atómicas: O = 16; S = 32; Fe = 56.
a)
•
Se escribe la ecuación en forma iónica y se identifican las especies que se oxidan y las que se reducen:
se reduce
+7
+2
+2
+3
K+ + MnO4– + Fe2+ + SO42– + H+ + SO42– → Mn2+ + SO42– + Fe3+ + SO42– + K+ + SO42– + H2O
se oxida
•
•
Se ajustan las dos semirreacciones:
Semirreacción de oxidación:
Fe2+ – 1 e-
→
Fe3+
Semirreacción de reducción:
MnO4– + 8 H+ + 5 e-
→
Mn2+ + 4 H2O
Se obtiene la reacción iónica global sumando las dos semirreacciones, tras equilibrar el número de
electrones (se multiplica la semirreacción de oxidación por 5):
Semirreacción de oxidación:
Semirreacción de reducción:
Reacción iónica ajustada:
•
MnO4–
5 Fe2+ – 5 e+ 8 H+ + 5 e-
5 Fe2+ + MnO4– + 8 H+
→ 5 Fe3+
→ Mn2+ + 4 H2O
→
5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O
Se obtiene la ecuación molecular, añadiendo las especies químicas que no intervienen directamente en el
proceso de intercambio electrónico, pero que aparecen en la ecuación global:
5 FeSO4 + KMnO4 + 4 H 2SO4 → MnSO4 +
El Fe2+ va con SO42– :
Como hay 5 Fe2+, se
añaden 5 SO42–
El MnO4– va con K+:
Como hay 1 MnO4–, se
añaden 1 K+
Los H+ van con SO42– :
Como hay 8 H+ se pueden
formar 4 H2SO4, añadiendo
4 SO42–
5
2
Balance de iones:
1er miembro 2º miembro
1 SO42–
5 SO42–
+
2–
15
1K
2 SO4
4 SO42–
1 K+
2–
1
2 SO4
Fe2(SO4)3
+ 4 H2O +
1
2
K2SO4
El Mn2+ va con SO42–:
Como hay 1 Mn2+, se
añaden 1 SO42–
El Fe3+ va con SO42–:
Como hay 5 Fe3+, se
pueden formar 5/2 de
Fe2(SO4)3, añadiendo
15/2 de SO42–
Aunque el K2SO4 no aparece en la ecuación iónica, aparece
en la global del enunciado; de todas formas, se comprueba
que en el 2º miembro faltan 12 SO42– y 1 K+, para que se
igualen los iones añadidos en el 1er miembro.
Con ellos se formaría 12 K2SO4
b)
5 FeSO4 + KMnO4 + 4 H 2SO4 → MnSO4 +
5
2
Fe2(SO4)3
+ 4 H2O +
1
2
K2SO4
Como Mm( FeSO4) = 152 g/mol
2'4 g FeSO4 ⋅
1 mol FeSO4 1 mol KMnO4
1000 mL
⋅
⋅
= 6'3 mL KMnO4 0'5 M
152 g FeSO4 5 mol FeSO4 0'5 mol KMnO4
0’016 mol de FeSO4
0’0032 mol de MMnO4