REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES

REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES

Las reacciones de oxidación-reducción son el fundamento de innumerables procesos, algunos muy familiares:

• La combustión del papel, la madera y los combustibles fósiles. • La respiración celular.

• Obtención industrial de elementos químicos.

• Funcionamiento de las baterías de los coches y las pilas. • La corrosión de los metales.

1.- CONCEPTO DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

Desde el punto de vista clásico, oxidación es la combinación de una sustancia con el oxígeno y reducción el proceso inverso, esto es, la disminución del contenido de oxígeno de una sustancia.

Oxidación: Mg + ½ O2 → MgO

Reducción: ZnO + C _→ + CO

se dice que el magnesio se ha oxidado, mientras que el óxido de cinc se ha reducido. Este concepto tan restringido de oxidación y reducción se ha ido generalizando.

En primer lugar se vio que, cuando el oxígeno reacciona con un compuesto que contiene hidrógeno, en lugar de combinarse con el compuesto, lo que hace es quitarle hidrógeno para formar agua.

H2S + ½ O2 → S + H2O

Por ello, el concepto de oxidación se extendió para incluir también la eliminación de hidrógeno y, a la inversa, reducción como la adición de hidrógeno.

Más tarde, los químicos se dieron cuenta de que casi todos los elementos no metálicos producían reacciones análogas a las del oxígeno. Así,

Mg + Cl2 → MgCl2

Conocida la estructura electrónica de los átomos y de la naturaleza del enlace químico, se pudo ver que esta reacción es análoga a la primera. En efecto, utilizando los diagramas de Lewis:

Mgx

x + O → Mg 2+ _O

Mgx

x + 2 Cl → Mg

2+ _{2 Cl}

-En los dos casos, el magnesio pierde sus dos electrones de valencia y se transforma en un ion. Puesto que el magnesio experimenta el mismo cambio, en ambos procesos, debe ampliarse el concepto de oxidación.

• Oxidación es todo proceso en el que una especie química pierde electrones

De esta nueva definición se deduce que no puede haber procesos de oxidación o de reducción aislados, porque si una especie química pierde electrones, otra debe ganarlos.

Por tanto, todo proceso de oxidación va unido necesariamente a otro de reducción. Se ha de hablar, pues, de reacciones de oxidación-reducción, que abreviadamente reciben el nombre de reacciones redox.

La especie que cede electrones (es decir, el que se oxida) se denomina agente reductor.

La especie que gana electrones (es decir, que se reduce) se denomina agente oxidante.

2.- NÚMERO DE OXIDACIÓN

Muchas veces es difícil deducir que átomos ganan o pierden electrones. Para ver si una especie se oxida o se reduce se utiliza el concepto de número de oxidación.

Cada átomo de un compuesto se caracteriza por un estado de oxidación, debido a los electrones ganados o perdidos (totalmente en los compuestos iónicos o parcialmente en los covalentes) con respecto al átomo aislado. El número que indica este estado se llama número de oxidación del elemento en dicho compuesto.

El número de oxidación se define como la carga que un átomo tendría si los electrones de cada uno de los enlaces que forma perteneciesen exclusivamente al átomo más electronegativo.

Existen reglas sencillas que permiten hacer una rápida asignación de los números de oxidación:

- El número de oxidación de todos los elementos libres es cero (en cualquiera de las formas en que se presenten, Ca metálico, O2, N2, P4)

- El número de oxidación del hidrógeno en sus compuestos es +1, excepto en los hidruros metálicos, que es -1.

- El número de oxidación del oxígeno en sus compuestos es -2 (excepto en los peróxidos que es -1)

- El número de oxidación de los metales alcalinos es siempre +1 y el de los metales alcalinotérreos es siempre +2)

- En los haluros el número de oxidación del halógeno es -1

- La suma algebraica de los números de oxidación de los átomos de una molécula es cero, y si se trata de un ion igual a la carga del ion.

El número de oxidación permite identificar rápidamente las sustancias que se oxidan y las que se reducen.

Una reacción química es redox si, en el curso de la misma, alguno de los átomos cambia de número de oxidación:

- Un aumento del número de oxidación significa oxidación

- Una disminución del número de oxidación significa reducción

1.- Hallar el número de oxidación de todos los átomos en las siguientes especies: a) SO3

b) K3PO4

c) HAsO32-

-2.- Señala cuáles de las siguientes reacciones son procesos redox e identifica cuál es el agente oxidante y cual el reductor:

a) Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O

b) HCl + NaOH → NaCl + H2O

c) 4 HCl + MnO2 → MnCl2 + 2 H2O + Cl2

d) AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3

3.- OXIDANTES Y REDUCTORES. PARES REDOX

Un agente oxidante, o simplemente un oxidante es una especie química que produce la oxidación de otra, llamada agente reductor o simplemente reductor.

Ahora bien, el oxidante para oxidar al otro compuesto tiene que robarle electrones, pero entonces aumentará su carga negativa, esto es, disminuirá su número de oxidación y, por tanto, se reduce el mismo. El reductor, a la inversa, tiene que ceder electrones y, por tanto, se oxida.

La mayoría de las reacciones redox, en particular las que tienen lugar en disoluciones acuosas, se pueden considerar que ocurren entre parejas de oxidación-reducción, llamadas pares redox. Estos pares son análogos a los pares ácido-base. Con ello, las reacciones de oxidación-reducción pueden escribirse de la forma:

Oxidante1 + Reductor2 → Reductor1 + Oxidante2

incluso, esta reacción global puede escribirse como suma de dos reacciones parciales, llamadas semirreacciones:

Oxidante1 + electrones → Reductor1

Reductor2 → Oxidante2 + electrones

Así, en la reacción:

Mg + Cl2 → Mg2+ + 2 Cl-

reductor1 oxidante2 oxidante1 reductor2

el magnesio es el reductor, que al perder electrones se oxida, transformándose en su oxidante conjugado, Mg2+_{. Análogamente, el cloro es el oxidante y, al ganar electrones}

se reduce pasando a su reductor conjugado, Cl-_{. En este caso las semirreacciones}

serían:

Cl2 + 2 e- → 2 Cl

oxidante2 reductor2

Mg _→ Mg2+ _{+ 2 e}

reductor1 oxidante1

3.- Identificar cuál es el agente oxidante y cuál el reductor en los siguientes procesos redox:

a) 3 SO2 + 2 HNO3 + 2 H2O → 3 H2SO4 + 2 NO

b) NaI + 3 HClO → NaIO3 + HCl

c) Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2

d) Cl2 + NaOH → HClO + NaCl

4.- AJUSTE DE REACCIONES REDOX. MÉTODO DEL ION-ELECTRÓN

Muchas de las reacciones de oxidación-reducción tienen lugar en disolución acuosa y son, en general, reacciones entre iones. En este caso, la reacción global de oxidación reducción puede separarse en dos semirreacciones, una de oxidación y otra de reducción. Estas reacciones parciales son la base del método del ion-electrón.

Vamos a ajustar la reacción (en medio ácido)

I2 + HNO3 → HIO3 + NO2 + H2O

1. Escribir la ecuación en forma iónica. Aquí, sólo el HNO3 y el HIO3 se

encuentran ionizados, las restantes sustancias, al ser compuestos covalentes no se disocian en agua (elementos, óxidos, hidrocarburos, agua, etc…):

I2 + H+ + NO3- → H+ + IO3- + NO2 + H2O

2. Escribir, por separado, las semirreacciones de oxidación y de reducción. En esta reacción se oxida el yodo, cuyo número de oxidación aumenta de 0 a +5, y se reduce el nitrógeno, que pasa de +5 a +4:

Semirreacción de oxidación: I2 → IO3

Semirreacción de reducción: NO3- → NO2

3. Ajustar los átomos que no sean H y O. Aquí, debemos introducir un 2 delante del IO3- para ajustar los átomos de yodo en la semirreacción de

oxidación

Semirreacción de oxidación: I2 → 2 IO3

Semirreacción de reducción: NO3- → NO2

4. Ajustar los átomos de oxígeno añadiendo las moléculas de H2O que sean necesarias. Hay 6 átomos de O en el lado derecho de la semirreacción de oxidación y ninguno en el izquierdo. Se deben añadir, pues, 6 moléculas de H2O en el lado izquierdo. En la semirreacción de reducción se debe añadir

una molécula de H2O en el lado derecho, pues tiene un átomo de oxígeno

menos que el izquierdo.

Semirreacción de oxidación: I2 + 6 H2O → 2 IO3

5. Ajustar los átomos de hidrógeno añadiendo los iones H+ _{necesarios. La} semirreacción de oxidación contiene 12 H en la izquierda; luego se añaden 12 H+ _{en la derecha. La de reducción contiene 2 H en la derecha; por tanto,}

se añaden 2 H+ _{en la izquierda:}

Semirreacción de oxidación: I2 + 6 H2O → 2 IO3- + 12 H+

Semirreacción de reducción: NO3- + 2 H+ → NO2 + H2O

6. Ajustar las cargas eléctricas añadiendo electrones. La semirreacción de oxidación tiene carga neta 0 en el lado izquierdo (pues sólo hay moléculas neutras), y +10 en el lado derecho. Se debe añadir en este lado 10 e-_{. La}

semirreacción de reducción tiene en la izquierda una carga de +1 y en la derecha de 0. Hay que añadir, entonces, 1 e- _{en el lado izquierdo:}

Semirreacción de oxidación: I2 + 6 H2O → 2 IO3- + 12 H+ + 10 e

Semirreacción de reducción: NO3- + 2 H+ + e- → NO2 + H2O

7. Igualar los electrones cedidos a los ganados y, luego, sumar las dos semirreacciones.

I2 + 6 H2O → 2 IO3- + 12 H+ + 10 e

10 · (NO3- + 2 H+ + e- → NO2 + H2O)

---

I2 + 6 H2O + 10 NO3- + 20 H+ + 10 e- → 2 IO3- + 12 H+ + 10 e- +

10 NO2 + 10 H2O

8. Simplificar las especies que se encuentren en los dos lados.

I2 + 10 NO3- + 8 H+ → 2 IO3- + 10 NO2 + 4 H2O

9. Ecuación molecular

Si se quiere escribir la ecuación global en forma molecular, se identifican los iones con las moléculas de que proceden. Los iones NO3- vienen de HIO3, y los

IO3- de HIO3. Como faltan 2 H en cada lado de la reacción, se ponen y queda

I2 + 10 HNO3 → 2 HIO3 + 10 NO2 + 4 H2O

Si la reacción transcurre en medio básico (ausencia de ácidos y presencia de hidróxidos, amoniaco u otras bases), una vez completado el paso 3º, en el miembro de la semirreacción con exceso de oxígeno se pone una molécula de agua por cada átomo de oxígeno en exceso. El excedente de O y H introducidos en ese miembro se compensa con iones OH- _{en el miembro contrario.}

Otra forma sería, a partir del paso 8º sumar tantos OH- _{como H}+ _{haya en los}

4.- Ajustar, por el método del ion-electrón, las siguientes reacciones en medio ácido y completa (si fuera necesario)

a) HCl + KMnO4 → Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O

b) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

c) I2 + ClO- → IO3- + Cl

-d) IO−₃ + AsO3₃− → I− + AsO3₄−

5.- Utilizando el método del ion electrón, ajustar y completar (si fuera necesario) las siguientes reacciones iónicas en medio básico:

a) MnO4- + I- → MnO24− + IO3

-b) PbO2 + Cl- → ClO- + Pb(OH)−3

5.- CÁLCULO CON REACCIONES REDOX

Se define la normalidad, N, de un soluto en una disolución como el número de equivalentes, eq, por litro de disolución.

N =

disolución

de

litro

soluto

de

eq

En general, equivalente-gramo (eq) de una sustancia es la cantidad de la misma que se combina, desplaza o cede un átomo-gramo de hidrógeno (= 1,008 g).

A nivel práctico, para calcular el equivalente gramo de una sustancia debemos ver si el proceso es una reacción ácido-base o una oxidación-reducción.

- Un equivalente gramo (eq) de un ácido es la cantidad del mismo que proporciona un mol de protones, H+_{, en una reacción química.}

- Un equivalente gramo de una base es la cantidad de la misma que reacciona con un mol de iones H+_.

- Para una sustancia implicada en un proceso redox, se define equivalente gramo como la cantidad de esa sustancia que gana o pierde un mol de electrones.

En general, 1 eq = 1 mol/v. Para un ácido, v = nº de H+ _{que proporciona por}

molécula, y para una base, v = nº de H+ _{que reacciona con cada molécula. En una}

reacción redox, v = nº de electrones ganados o cedidos en la correspondiente semirreacción de reducción u oxidación.

Tanto las reacciones ácido-base, como las reacciones de oxidación-reducción ocurren equivalente a equivalente, es decir,

1 eq ácido : 1 eq de base

1 eq oxidación : 1 eq de reducción

Valoraciones redox

Según la sustancia que se quiera valorar, se usarán como disolución de referencia oxidantes o reductores fuertes, preferentemente aquellos que tengan una coloración bien distinta en sus formas reducida y oxidada, para que pueda conocerse con exactitud el punto de equivalencia (punto en el que se completa el proceso redox). Si esto no es posible, se utilizarán indicadores, es decir, sustancias que tengan una coloración muy distinta en sus formas oxidad y reducida.

Por ejemplo, si queremos valorar la concentración de una disolución de H2O2

(oxidante) en medio ácido con una disolución de KMnO4 (reductor) de concentración

conocida, que es de color púrpura y se decolora cuando entra en contacto con el H2O2;

sabremos que ha concluido la valoración cuando al adicionar KMnO4 su color no

cambie.

En el momento que se llega al punto de equivalencia (se suele ver por un cambio de color en la disolución) se cumple:

Número de eq oxidante = Número de eq reductor

Teniendo en cuenta la definición de normalidad, la ecuación anterior puede escribirse:

Nox · Vox = Nred · Vred

6.- 20 ml de una disolución de FeCl2 se valoran con KMnO4 0,10 N. Si la valoración ha

necesitado 14,8 ml de la disolución de KMnO4, ¿cuál es la normalidad de la

disolución resultante?

7.- El ion CrO2₄− se reduce, en medio básico, a ion CrO−₂. Hallar el equivalente gramo del Na2CrO4 en este tipo de reacciones

8.- En una determinada reacción, el SO2 se oxida a SO24−. En dicha reacción, 0,3 equivalentes gramo de SO2, ¿cuántos gramos son?

Si en la reacción redox interviene el agua oxigenada:

Oxidarse a O2 H2O2 → O2 + 2H+ + 2e

Reducirse a H2O H2O2 + 2H+ + 2e- → H2O + H2O

Si interviene el amoniaco:

OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

1.- Dadas las siguientes reacciones:

Mg + ½ O2 → MgO

Mg + Cl2 → MgCl2

a) Explique lo que ocurre con los electrones de la capa de valencia de los elementos que intervienen en las mismas.

b) ¿Qué tienen en común ambos procesos para el magnesio?

c) ¿Tienen algo en común los procesos que le ocurren al oxígeno y al cloro?

2.- De las siguientes reacciones:

HC + H+

→ CO2 + H2O

CuO + NH3 → N2 + H2O + Cu

KClO3 → KCl + O2

a) Justifique si son todos procesos redox

b) Escriba las semirreacciones redox donde proceda.

3.- Dadas las siguientes reacciones (sin ajustar):

CaO + H2O → Ca(OH)2

Ag + HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O

Razone

a) Si son de oxidación-reducción

b) ¿Qué especies se oxidan y qué especies se reducen?

4.- Dadas las siguientes reacciones:

NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O

Cu + Cl2 → CuCl2

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

a) Justifique si todas son de oxidación-reducción

b) Identifique el agente oxidante y el reductor donde proceda

5.- Ajuste la siguiente reacción redox por el método del ion-electrón:

MnO2 + HCl → Mn2+ + Cl2 + H2O

6.- El permanganato de potasio (KMnO4) reacciona con el nitrito de sodio (NaNO2) en

medio básico obteniéndose dióxido de manganeso (II) y nitrato de sodio (NaNO3).

Ajuste la reacción redox por el método del ion-electrón.

7.- Cuando el óxido de manganeso (IV) reacciona con ácido clorhídrico se obtiene cloro, cloruro de manganeso (II) y agua.

a) Ajuste esta reacción por el método del ion-electrón.

Masas atómicas: O = 16 Mn = 55

8.- El I2O5 oxida al CO, gas muy tóxico, a dióxido de carbono en ausencia de agua,

reduciéndose él a I2.

a) Ajuste la reacción molecular por el método del ion-electrón.

b) Calcule los gramos de I2O5 necesarios para oxidar 10 L de CO que se

encuentran a 75 ºC y 700 mmHg de presión. Masas atómicas: C = 12 O = 16 I = 127

9.- El ácido sulfúrico reacciona con cobre para dar sulfato de cobre (II), dióxido de azufre y agua.

a) Ajuste, por el método del ion-electrón, la reacción molecular.

b) ¿Qué masa de sulfato de cobre (II) se puede preparar por la acción de 2 mL de ácido sulfúrico del 96 % de riqueza en peso y densidad 1,84 g/mL sobre cobre en exceso?

Masas atómicas: H = 1 O = 16 S = 32 Cu = 63,5

10.- El ácido nítrico (HNO3) reacciona con el sulfuro de hidrógeno (H2S) dando azufre

elemental (S), monóxido de nitrógeno (NO) y agua.

a) Escriba y ajuste por el método del ion-electrón la reacción correspondiente. b) Determine el volumen de H2S, medido a 60 ºC y 1 atmósfera, necesario para

que reaccione con 500 mL de HNO3 0,2 M

11.- En medio ácido, el ion cromato oxida al ion sulfito según la ecuación: Cr + S + H+

→ Cr3+ _{+ S + H} 2O

a) Ajuste la ecuación iónica por el método del ion electrón.

b) Si 25 mL de una disolución de Na2SO3 reacciona con 28,1 mL de disolución

0,088 M de K2CrO4, calcule la molaridad de la disolución de Na2SO3

12.- La siguiente reacción redox tiene lugar en medio ácido: Mn + Ag + H+

→ Mn2+ _{+ Ag}+ _{+ H} 2O

a) Ajuste esta reacción por el método del ion-electrón.

b) Calcule los gramos de plata metálica que podría ser oxidada por 50 mL de una disolución acuosa de Mn 0,2 M.

Masa atómica: Ag = 108

13.- En medio ácido, el ion permanganato se reduce a ion manganeso (II) y oxida al ion hierro (II) a ion hierro (III).

a) Ajuste esta reacción por el método del ion electrón.

b) Calcule el volumen de una disolución 0,2 M de permanganato de potasio que reacciona con 25 mL de una disolución 2 M de cloruro de hierro (II)

14.- Para conocer la riqueza de un mineral de hierro se toma una muestra de 2,5 gramos del mismo. Una vez disuelto el hierro en forma de Fe2+_{, se valora, en}

medio ácido sulfúrico, con una disolución de K2Cr2O7 con lo que se consigue

oxidar el Fe (II) a Fe (III), reduciéndose el dicromato a Cr (III). a) Ajuste la reacción iónica por el método del ion electrón.

b) Si en la valoración se han gastado 32 mL de disolución 1 N de dicromato de potasio, determine el porcentaje en hierro que hay en la muestra.

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

a) Ajuste la reacción anterior por el método del ion electrón.

b) Calcule los mililitros de disolución 0,5 M de KMnO4 necesarios para que

reaccionen completamente con 2,4 g de FeSO4.

Masa atómicas: O = 16 S = 32 Fe = 56

16.- El estaño metálico, en presencia de ácido clorhídrico, es oxidado por el dicromato de potasio (K2Cr2O7) a cloruro de estaño (IV) reduciéndose el dicromato a Cr (III).

a) Ajuste, por el método del ion-electrón, la ecuación molecular completa.

b) Calcule la riqueza en estaño de una aleación si un gramo de la misma una vez disuelta se valora, en medio ácido clorhídrico, con dicromato de potasio 0,1 M, gastándose 25 mL del mismo.

ÓXIDO-REDUCCIÓN SELECTIVIDAD 2015

1.- 100 g de bromuro de sodio, NaBr, se tratan con ácido nítrico concentrado, HNO3 de

densidad 1,39 g/mL y riqueza del 70% en masa, hasta reacción completa. En esta reacción se obtienen Br2, NO2, NaNO3 y agua como productos de la reacción.

a) Ajuste las semireacciones de oxidación y reducción por el método del ión electrón y ajuste tanto la reacción iónica como la molecular.

b) Calcule el volumen de ácido nítrico necesario para completar la reacción. Datos: Masas atómicas: Br = 80 , Na = 23 , O = 16 , N =14 , H =1.

2.- Dada la reacción: CuS + HNO3→ S + NO + Cu(NO3)2 + H2O

a) Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción por el método de ión electrón y ajuste tanto la reacción iónica como la molecular.

b) Calcule el volumen de una disolución de ácido nítrico del 65% de riqueza en peso y densidad de 1,4 g/mL que se necesitan para que reaccionen 20 g de sulfuro de cobre(II).

Datos: Masas atómicas S = 32; Cu = 63,5; N = 14; O = 16; H = 1.

3.- Dada la siguiente reacción:

KMnO4 + KI + KOH → K2MnO4 + KIO3 + H2O

a) Ajusta las semireacciones de oxidación y reducción por el método del ión-electrón y ajusta tanto la reacción iónica como la molecular.

b) Calcula los gramos de yoduro de potasio necesarios para que reaccionen con 120 mL de disolución de permanganato de potasio 0,67 M.

OXIDACIÓN-REDUCCIÓN SELECTIVIDAD 2014

1.- Se hace reaccionar una muestra de 10 g de cobre con ácido sulfúrico obteniéndose 23,86 g de sulfato de cobre(II), además de dióxido de azufre y agua.

a) Ajuste la reacción molecular que tiene lugar por el método del ión-electrón. b) Calcule la riqueza de la muestra inicial de cobre.

Datos: masas atómicas H = 1; O = 16; S = 32; Cu = 63,5

2.- El ácido nítrico reacciona con el sulfuro de hidrógeno dando azufre elemental, monóxido de nitrógeno y agua.

a) Escriba y ajuste por el método del ion-electrón la reacción molecular correspondiente.

b) Determine el volumen de sulfuro de hidrógeno, medido a 60ºC y 1 atm, necesario para que reaccione con 500 mL de ácido nítrico 0,2 M

Dato: R = 0,082 atm·L·mol-1_·K-1

3.- Dada la siguiente reacción: As + KBrO + KOH → K3AsO4 + KBr + H2O

a) Ajuste la ecuación molecular según el método del ion-electrón.

b) Calcule los gramos de arsénico que habrán reaccionado cuando se hayan consumido 60 mL de hidróxido de potasio 0,25 M

OXIDACIÓN-REDUCCIÓN SELECTIVIDAD 2013

1.- Dada la reacción de oxidación-reducción:

I2 + HNO3

_→

HIO3 + NO H2O

a) Escriba y ajuste las semirreaciones de oxidación-reducción por el

método del ion-electrón.

b) Escriba la reacción molecular ajustada.

c) Identifique, justificando la respuesta, el agente oxidante y el reductor.

2.- Una muestra de un mineral que contiene cobre, además de impurezas

inertes, se disuelve con ácido nítrico concentrado según la siguiente

ecuación sin ajustar:

Cu + HNO3

→

Cu(NO3)2 + NO + H2O

a) Ajuste por el método del ion-electrón la ecuación molecular.

b) Calcule el contenido en cobre de la muestra si 1 g de la misma

reacciona totalmente con 25 mL de ácido nítrico 1M.

Dato: Masa atómica Cu = 63,5

3.- El yodo molecular en medio básico reacciona con el sulfito de sodio según

la reacción:

I2 + Na2SO3 + NaOH

_→

NaI + H2O + Na2SO4

a) Ajuste la ecuación molecular según el método del ion-electrón.

b) ¿Qué cantidad de sulfito de sodio reaccionará exactamente con 2, 54 g

de yodo molecular?

4.- Al burbujear sulfura de hidrógeno a través de una disolución de dicromato

de potasio, en medio ácido sulfúrico, el sulfuro de hidrógeno se oxida a

azufre elemental según la reacción:

H2S + K2Cr2O7 + H2SO4

_→

Cr2(SO4)3 + S + H2O + K2SO4

a) Ajuste la ecuación molecular por el método del ion-electrón.

b) ¿Qué volumen de sulfuro de hidrógeno, medido a 25 ºC y 740 mmHg de

presión, debe pasar para que reaccione exactamente con 30 mL de

disolución de dicromato de potasio 0,1M

OXIDACIÓN-REDUCCIÓN 2012

1.- El dióxido de manganeso reacciona en medio hidróxido de potasio con

clorato de potasio para dar permanganato de potasio, cloruro de potasio y

agua.

a) Ajuste la ecuación molecular por el método del ion electrón.

b) Calcule la riqueza en dióxido de manganeso de una muestra si 1 g de la

misma reacciona exactamente con 0,35 g de clorato de potasio.

Masas atómicas: O = 16 Cl = 35,5 K = 39 Mn = 55

2.- Ajuste las siguientes ecuaciones iónicas, en medio ácido, por el método del

ion electrón:

a) MnO4

-

_{+ I}

-

→

Mn

2+

_{+ I2}

b) VO4

3-

_{+ Fe}

2+

→

VO

2+

_{+ Fe}

3+

c) Cl2 + I

-

→

Cl

-

_{+ I2}

3.- El ácido sulfúrico concentrado reacciona con el bromuro de potasio para dar

bromo, dióxido de azufre, sulfato de potasio y agua.

a) Escriba y ajuste la ecuación molecular por el método del ion electrón.

b) Calcule los gramos de bromo que se producirán cuando se traten 50 g

de bromuro de potasio con exceso de ácido sulfúrico.

Masas atómicas: K = 39 Br = 80

4.- El clorato de potasio reacciona en medio ácido sulfúrico con el sulfato de

hierro (II) para dar cloruro de potasio, sulfato de hierro (III) y agua.

a) Escriba y ajuste la ecuación iónica y molecular por el método del

ion-electrón.

b) Calcule la riqueza en clorato de potasio de una muestra sabiendo que 1

g de la misma han reaccionado con 25 mL de sulfato de hierro 1 M

OXIDACIÓN-REDUCCIÓN 2011

1.- Un método de obtención de cloro gaseoso se basa en la oxidación del HCl

con HNO3 produciéndose simultáneamente NO2 y H2O.

a) Ajuste la reacción molecular por el método del ion-electrón.

b) Calcule el volumen de cloro obtenido, a 25ºC y 1 atm, cuando reaccionan

500 mL de una disolución acuosa 2 M de HCl con HNO3 en exceso, si el

rendimiento de la reacción es del 80 %.

Datos: R = 0’082 atm·L·K-1·mol-1.

2.- En la valoración de una muestra de nitrito de potasio (KNO

2) impuro,

disuelto en 100 mL de agua acidulada con ácido sulfúrico, se han empleado 5’0

mL de KMnO4 0’1 M. Sabiendo que se obtiene

KNO3, K2SO4 y MnSO4:

a) Ajuste las ecuaciones iónicas y molecular por el método del ion-electrón.

b) Calcule la riqueza en nitrito de la muestra inicial, si su masa era 0’125 g.

Masas atómicas: K = 39; O = 16; N = 14.

3.- En disolución acuosa y en medio ácido sulfúrico el sulfato de hierro (II)

reacciona con permanganato de potasio para dar sulfato de manganeso (II),

sulfato de hierro (III) y sulfato de potasio.

a) Escriba y ajuste las correspondientes reacciones iónicas y la molecular del

proceso por el método del ion-electrón.

OXIDACIÓN REDUCCIÓN SELECTIVIDAD 2010

1.- El gas cloro se puede obtener por reacción del ácido clorhídrico con ácido

nítrico, produciéndose simultáneamente dióxido de nitrógeno y agua.

a) Ajuste la ecuación iónica y molecular por el método del ion-electrón.

b) Calcule el volumen de cloro obtenido, a 17 ºC y 720 mm de mercurio,

cuando reaccionan 100 mL de una disolución de ácido clorhídrico 0,5 M

con ácido nítrico en exceso.

2.- Justifique si los siguientes procesos son redox:

a) HCO

−

3

+ H

+

→

CO2 + H2O

I2 + HNO3

_→

HIO3 + NO + H2O

b) Escriba las semiecuaciones de oxidación y reducción en el que

corresponda

3.- a) Ajuste por el método del ion-electrón la siguiente reacción:

KClO3 + KI H2O

_→

KCl + I2 + KOH

b) Calcule la masa de clorato de potasio que se necesitará para obtener 1 g

de yodo

Masas atómicas: Cl = 35,5 K = 39 O = 16 I = 127

4.- El permanganato de potasio oxida al sulfato de hierro (II) en medio ácido

sulfúrico, para dar sulfato de manganeso (II), sulfato de hierro (III), sulfato

de potasio y agua.

a) Ajuste la ecuación iónica y molecular del proceso por el método del

ion-electrón.

OXIDACIÓN REDUCCIÓN SELECTIVIDAD

1.- Cuando el I2 reacciona con gas hidrógeno, se transforma en yoduro de hidrógeno

a) Escribe el proceso que tiene lugar, estableciendo las semirreacciones redox b) Identifique, razonando la respuesta, la especie oxidante y la especie reductora c) ¿Cuántos electrones se transfieren para obtener 1 mol de yoduro de hidrógeno

según el proceso redox? Razone la respuesta

2.- La siguiente reacción tiene lugar en medio ácido:

BrO−₄ + Zn → Br− + Zn2+

a) Ajuste la reacción iónica por el método del ion-electrón

b) Calcule la riqueza de una muestra de cinc si 1 g de la misma reacciona con 25 ml de una disolución 0,1 M de iones BrO−₄. Masa atómica Zn = 65,4

3.- Una muestra que contiene sulfuro de calcio, CaS, se trata con ácido nítrico concentrado hasta reacción completa, según:

CaS + HNO3 → NO + SO2 + Ca(NO3)2 + H2O

a) Ajuste por el método del ion-electrón esta reacción en sus formas iónica y molecular

b) Sabiendo que al tratar 35 g de la muestra con exceso de ácido se obtienen 20,3 l de NO, medidos a 30 ºC y 780 mmHg, calcule la riqueza en CaS de la muestra.

4.- El ácido nítrico reacciona con el sulfuro de hidrógeno según

HNO3 (ac) + H2S (g) → NO (g) + SO2 + H2O (l)

a) Ajuste por el método del ion-electrón esta reacción en sus formas iónica y molecular.

b) Calcule el volumen de sulfuro de hidrógeno, medidos a 700 mmHg y 60 ºC, necesario para reaccionar con 500 ml de una disolución de ácido nítrico o,5 M

5.- La siguiente reacción transcurre en medio ácido:

MnO−₄ + SO2₃− ↔ MnO2 + SO2₄−

a) Razona qué especie se oxida y cuál se reduce

b) Indica cuál es el oxidante y cuál el reductor, justificando la respuesta c) Ajusta la reacción iónica

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ↔ K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O

a) Ajuste por el método del ion-electrón esta reacción, en su forma iónica y molecular

b) ¿Qué volumen de disolución 0,02 M de permanganato de potasio se necesita para oxidar30 mL de disolución de sulfato de hierro (II) 0,05 M en presencia de ácido sulfúrico?

7.- Dada la reacción:

K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O

a) Ajuste por el método del ion-electrón esta reacción en sus formas iónica y molecular.

b) Calcule la molaridad de una disolución de sulfito de sodio, si 15 mL de ésta reaccionan totalmente en medio ácido, con 25,3 mL de disolución de dicromato de potasio 0,06 M.

8.- El ácido nítrico reacciona con el cobre generando nitrato de cobre (II), monóxido de nitrógeno (NO) y agua.

a) Escriba la ecuación iónica del proceso

b) Asigne los números de oxidación y explique qué sustancia se oxida y cuál se reduce

c) Determine la ecuación molecular y ajústela mediante el método del ion-electrón

9.- Dada la reacción:

KMnO4 + Na2C2O4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + Na2SO4 + H2O + CO2

a) Ajuste por el método del ion-electrón esta reacción en sus formas iónica y molecular

b) Calcule la molaridad de una disolución de KMnO4, sabiendo que 20 mL de la

misma reaccionan por completo con 0,268 g de Na2C2O4

OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

1.- Los objetos de plata en contacto con el aire contaminado con sulfuro de hidrógeno se ennegrecen como consecuencia de la formación de sulfuro de plata, que es de color negro:

2 Ag (s) + ½ O2 (g) + H2S (g) → Ag2S (s) + H2O (l)

a) ¿Se trata de una reacción redox? b) ¿Cuál es el agente reductor?

c) Explicar por qué los objetos de plata no deben dejarse en contacto con huevos o mayonesa (que son muy ricos en azufre)

2.- Ajustar y completar (si fuera necesario) las siguientes reaccionasen medio ácido:

a) K2Cr2O7 + FeCl2 + HCl → CrCl3 + FeCl3 + KCl + H2O

b) As4O6 + Cl2 + H2O → H3AsO4 + HCl

c) Sn + NO−_{3 →} SnO2 + NO

d) Fe2+ + ClO₃− → Fe3+ + Cl−

3.- Ajustar y completa (si fuera necesario) las siguientes reacciones en medio básico:

a) SO2−

3 + MnO −

4 → SO − 2

4 + MnO2 b) CrO−₂ + S2O82− → CrO

− 2

4 + SO − 2 4

4.- Algunos productos de limpieza contienen ácido clorhídrico (HCl). Tales productos no deben mezclarse con lejía, que contiene hipoclorito de sodio (NaClO).

a) Escribir ajustada la semirreacción entre el ion hipoclorito (ClO−) y los protones para producir gas cloro (Cl2)

b) ¿Se trata de una oxidación o de una reducción?

5.- Los iones nitrito y permanganato reaccionan en medio ácido y dan iones nitrato y manganeso (II), respectivamente

a) Ajustar la ecuación correspondiente por el método del ion-electrón

b) Escribir la ecuación molecular correspondiente si el nitrito de sodio reacciona con el permanganato de potasio cuando se emplea ácido sulfúrico.

6.- El yodo se obtiene a partir de yodato de sodio (NaIO3), el cual se extrae de los

depósitos naturales existentes en Chile

IO−₃ + HSO−₃ → I2 + SO24−

b) Calcular el número de gramos de yodo que se obtienen a partir de 0,800 Kg de yodato de sodio

7.- En una determinada reacción, el SO2 se oxida a SO24−. En dicha reacción, 0,3 equivalentes gramo de SO2, ¿cuántos gramos son?

8.- En presencia de ácido sulfúrico, el óxido de manganeso (IV) reacciona con el yoduro potásico formándose yodo, sulfato de manganeso (II), sulfato de potasio y agua:

a) Escribir la ecuación correspondiente a dicha reacción y ajustarla por el método del ion-electrón

b) Hallar el equivalente gramo del yoduro de potasio y del óxido de manganeso (IV) en esta reacción

c) ¿Cuántos gramos de yodo pueden obtenerse a partir de 2 Kg de pirolusita, un mineral que contiene un 75% de óxido de manganeso (IV)?

9.- En medio ácido, el ion estannoso es oxidado a ion estannico por el ion dicromato, que se reduce a ion cromo (III)

a) Escribir y ajustar la ecuación correspondiente

b) Calcular el equivalente gramo del cloruro de estaño (II) en esta clase de reacciones.

c) ¿Cuántos gramos de dicha sal deben disolverse para obtener 500 cc de una disolución 0,1 N

10.- El ácido sulfúrico concentrado reacciona con el bromuro de potasio formándose bromo libre, sulfato de potasio, dióxido de azufre y agua:

a) Formular y ajustar la ecuación química correspondiente

b) Hallar el equivalente gramo de bromo y del ácido sulfúrico en esa reacción c) Si se tratan 100 g de bromuro de potasio con exceso de ácido sulfúrico,

¿cuántos mililitros de bromo se obtienen? Densidad del bromo = 2,8 g/ml

11.- Al reaccionar el estaño con ácido nítrico, el estaño se oxida a dióxido de estaño y se desprende óxido de nitrógeno (II)

a) Escribir la ecuación ajustada de la reacción

b) Si el estaño forma parte de una aleación, y de 1 Kg. de la misma se obtienen 0,382 Kg. de dióxido de estaño, hallar el porcentaje de estaño en la aleación.

12.- En disolución ácida, el ion HSO−₃ reacciona con el ion ClO−₃, dando SO2₄− y Cl− a) Escribir, ajustada, la ecuación iónica de dicha reacción

b) ¿Cuántos mililitros de disolución 0,1 M de NaClO3 se necesitan para reaccionar

completamente con 20 ml de una disolución 0,3 M de NaHSO3?

para lo cual se necesitó 3,09 g de Na2SO3. El io SO₃2−, que actuó como reductor,

se oxidó a SO2₄−

a) Escribir la ecuación iónica ajustada correspondiente a la reducción del CrO2₄−

b) ¿Cuántos moles de CrO2₄− reaccionaron con el Na2SO3?

c) ¿Qué riqueza en cromo tenía la aleación inicial?

14.- En las reacciones químicas siguientes indicar: a) Aquellas que sean reacciones de oxidación-reducción. b) Los oxidantes y los reductores

a) Zn (s) + Br2 (g)

↔

ZnBr2 (s)

b) Fe (s) + 2 H+ _(aq)

↔

_Fe2+ _{(aq) + H2 (g)}

c) CaCO3 (s)

↔

CaO (s) + CO2 (g)

d) MnO2 (s) + 4 HCl (aq)

↔

MnCl2 (aq) + Cl2 (g) + 2 H2O (l)

e) 2 Cu+ _(aq)

↔

_{Cu (s) + Cu}2+ _(aq)

15.- a) Indicar cuáles de las siguientes reacciones son de oxidación-reducción.

b) Explicar, en su caso, que elemento se oxida y cuál se reduce, escribiendo las semirreacciones de oxidación y de reducción correspondientes.

1. CaO + H2O

↔

Ca(OH)2

2. Ag + HNO3

↔

AgNO3 + NO2 H2O

3. PCl3 + H2O

↔

HCl + H3PO3

4. CH2=CH2 + Br2

↔

CH2Br-CH2Br