Ajuste de reacciones redox por el método ión-electrón 07

 

Ajusta las siguientes ecuaciones mediante el método de ión – electrón en medio ácido:

a)  HCl + HClO ⇔ Cl2

b)  H2C2O4 + HClO3 ⇔ CO2 + Cl2O

c)  KMnO4 + HBr + HCl ⇔ MnCl2 + Br2 + KCl

d)  H2O2 + FeCl2 + HCl ⇔ FeCl3 + H2O

e)  KMnO4 + H2SO3 ⇔ MnO + K2SO4 + H2SO4

f)   Cl2 + H2S2O3 ⇔ HCl + H2SO4

 

 

Solución:

a)  Números de oxidación.

ION ELECTRON 07, 1

Reacción iónica:

Cl + ClO → Cl2

Semirreacción de oxidación:

Cl → Cl

El cloro ya está ajustado.

Semirreacción de reducción:

ClO → Cl

Los átomos de cloro ya están ajustados, y si en el primer miembro de la ecuación hay un átomo de oxígeno más que en el segundo miembro, debe ser porque en éste hay una molécula de agua.

ClO + 2 H+ → Cl + H2O

Ajuste de las cargas:

Cl → Cl

ClO + 2 H+ → Cl + H2O

Primera ecuación:

Primer miembro: 1·(–1) = –1

Segundo miembro: 1·(0) = 0

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 1 electrón al segundo miembro.

Segunda ecuación:

Primer miembro: 1·(–1) + 2·(+1) = +1

Segundo miembro: 1·(0) + 1·(0) = 0

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 1 electrón al primer miembro.

Cl → Cl + 1 e

ClO + 2 H+ + 1 e → Cl + H2O

Ajuste de la reacción:

ION ELECTRON 07, 2

Reacción ajustada:

HCl + HClO ⇔ Cl2 + H2O

Los dos H+ se han repartido entre el HCl y el HClO.

b)  Números de oxidación:

ION ELECTRON 07, 3

Reacción iónica:

C2O42–  + ClO3 → CO2 + Cl2O

Semirreacción de oxidación:

C2O42– → CO2

Primero ajustaremos los átomos de carbono ya que no lo están.

C2O42– → 2 CO2

Los átomos de oxígeno ya están ajustados.

Semirreacción de reducción:

ClO3 → Cl2O

Los átomos de cloro no están ajustados, luego será lo primero que haremos:

2 ClO3 → Cl2O

Ahora debemos ajustar los átomos de oxígeno, teniendo en cuenta que si en el primer miembro de la ecuación hay cinco átomos de oxígeno más que en el segundo miembro, debe ser porque en éste hay cinco moléculas de agua.

2 ClO3 + 10 H+ → Cl2O + 5 H2O

Ajuste de las cargas:

C2O42– → 2 CO2

2 ClO3 + 10 H+ → Cl2O + 5 H2O

Primera ecuación:

Primer miembro: 1·(–2) = –2

Segundo miembro: 2·(0) = 0

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 2 electrones al segundo miembro.

Segunda ecuación:

Primer miembro: 2·(–1) + 10·(+1) = +8

Segundo miembro: 1·(0) + 5·(0) = 0

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 8 electrones al primer miembro.

C2O42– → 2 CO2 + 2 e– 

2 ClO3 + 10 H+ + 8 e → Cl2O + 5 H2O

Ajuste de la reacción:

El número de electrones de ambos miembros ha de ser igual, por tanto la primera ecuación hay que multiplicarla por cuatro y la segunda se deja como está.

ION ELECTRON 07, 4

Reacción ajustada:

4 H2C2O4 + 2 HClO3 ⇔ 8 CO2 + Cl2O + 5 H2O

Los diez H+ se han repartido entre el H2C2O4 (ácido oxálico o etanodioico) y el HClO3.

c)  Números de oxidación:

ION ELECTRON 07, 5

Reacción iónica:

MnO4 + Br Û Mn2+ + Br2

Semirreacción de reducción:

MnO4 → Mn2+

Los átomos de manganeso ya están ajustados y si en el primer miembro de la ecuación hay cuatro átomos de oxígeno más que en el segundo miembro, debe ser porque en éste hay cuatro moléculas de agua.

MnO4 + 8 H+ → Mn2+ + 4 H2O

Semirreacción de oxidación:

Br → Br2

Hay que ajustar los átomos de bromo:

2 Br → Br2

Ajuste de las cargas:

MnO4 + 8 H+ → Mn2+ + 4 H2O

2 Br → Br2

Primera ecuación:

Primer miembro: 1·(–1) + 8·(+1) = +7

Segundo miembro: 1·(+2) + 4·(0) = +2

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 5 electrones al primer miembro.

Segunda ecuación:

Primer miembro: 2·(–1) = –2

Segundo miembro: 1·(0) = 0

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 2 electrones al segundo miembro.

MnO4 + 8 H+ + 5 e → Mn2+ + 4 H2O

2 Br → Br2 + 2 e

Ajuste de la reacción:

El número de electrones de ambos miembros ha de ser igual, por tanto la primera ecuación hay que multiplicarla por dos y la segunda por cinco.

ION ELECTRON 07, 6

Reacción ajustada:

2 KMnO4 + 10 HBr + 6 HCl ⇔ 2 MnCl2 + 5 Br2 + KCl + 8 H2O

Los dos 16 H+ están repartidos entre el HBr y el HCl, pero falta por ajustar el potasio, cosa que se puede hacer multiplicando el KCl por dos, con lo que la reacción ya estará ajustada.

2 KMnO4 + 10 HBr + 6 HCl ⇔ 2 MnCl2 + 5 Br2 + 2 KCl + 8 H2O

d)  Números de oxidación:

ION ELECTRON 07, 7

Reacción iónica:

H2O2 + Fe2+ → Fe3+ + H2O

Semirreacción de reducción:

H2O2  → H2O

Los átomos de hidrógeno ya están ajustados, y si en el primer miembro de la ecuación hay un átomo de oxígeno más que en el segundo miembro, debe ser porque en éste hay dos moléculas de agua.

H2O2  + 2 H+ → 2 H2O

Semirreacción de oxidación:

Fe2+ → Fe3+

Los átomos de hierro están ajustados.

Ajuste de las cargas:

H2O2  + 2 H+ → 2 H2O

Fe2+ → Fe3+

Primera ecuación:

Primer miembro: 1·(0) + 2·(+1) = +2

Segundo miembro: 2·(0) = 0

Para que ambos miembros de la ecuación sean iguales, hay que sumarle 2 electrones al primer miembro.

Segunda ecuación:

Primer miembro: 1·(+2) = +2

Segundo miembro: 1·(+3) = +3

Para que ambos miembros de la ecuación sean iguales, hay que sumarle 1 electrón al segundo miembro.

H2O2  + 2 H+ + 2 e → 2 H2O

Fe2+ → Fe3+ + 1 e

Ajuste de la reacción:

El número de electrones de ambos miembros ha de ser igual, por tanto la primera ecuación hay que dejarla como está y la segunda multiplicarla por dos.

ION ELECTRON 07, 8

Reacción ajustada:

H2O2 + 2 FeCl2 + 2 HCl ⇔ 2 FeCl3 + 2 H2O

e)  Números de oxidación:

ION ELECTRON 07, 9

Reacción iónica:

MnO4 + SO32– → MnO + SO42–

Semirreacción de oxidación:

SO32– → SO42–

Los átomos de azufre ya están ajustados, y si en el segundo miembro de la ecuación hay un átomo de oxígeno más que en el primer miembro, debe ser porque en éste hay una molécula de agua.

SO32– + H2O  → SO42– + 2 H+

Semirreacción de reducción:

MnO4 → MnO

Los átomos de manganeso ya están ajustados, y si en el primer miembro de la ecuación hay tres átomos de oxígeno más que en el segundo miembro, debe ser porque en éste hay tres moléculas de agua.

MnO4 + 6 H+ → MnO + 3 H2O

Ajuste de las cargas:

SO32– + H2O  → SO42– + 2 H+

MnO4 + 6 H+ → MnO + 3 H2O

Primera ecuación:

Primer miembro: 1·(–2) + 1·(0) = –2

Segundo miembro: 1·(–2) + 2·(+1) = 0

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 2 electrones al segundo miembro.

Segunda ecuación:

Primer miembro: 1·(–1) + 6·(+1) = +5

Segundo miembro: 1·(0) + 3·(0) = 0

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 5 electrones al primer miembro.

SO32– + H2O → SO42– + 2 H+ + 2 e

MnO4 + 6 H+ + 5 e → MnO + 3 H2O

Ajuste de la reacción:

El número de electrones de ambos miembros ha de ser igual, por tanto la primera ecuación hay que multiplicarla por cinco y la segunda por dos.

ION ELECTRON 07, 10

Reacción ajustada:

2 KMnO4 + 5 H2SO3 ⇔ 2 MnO + K2SO4 + 4 H2SO4 + H2O

Se han simplificado los protones y las moléculas de agua de ambos miembros.

Los dos H+ están incluidos en el H2SO3 y los 5 SO42–  se han repartido entre el K2SO4 y el H2SO4.

f)   Números de oxidación:

ION ELECTRON 07, 11

Reacción iónica:

Cl2 + S2O32– → Cl + SO42–

Semirreacción de reducción:

Cl2 → Cl

Hay que ajustar el cloro:

Cl2 → 2 Cl

Semirreacción de oxidación:

S2O32– → SO42–

El azufre está sin ajustar.

S2O32– → 2 SO42–

Ahora debemos ajustar el oxígeno teniendo en cuenta que si en el segundo miembro de la ecuación hay cinco oxígenos más que en el primer miembro, debe ser porque en éste hay cinco moléculas de agua.

S2O32– + 5 H2O → 2 SO42–+ 10 H+ 

Ajuste de las cargas:

Cl2 → 2 Cl

S2O32– + 5 H2O → 2 SO42–+ 10 H+ 

Primera ecuación:

Primer miembro: 1·(0) = 0

Segundo miembro: 2·(–1) = –2

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 2 electrones al primer miembro de la ecuación.

Segunda ecuación:

Primer miembro: 1·(–2) + 5·(0) = –2

Segundo miembro: 2·(–2) + 10·(+1) = +6

Para que ambos miembros sean iguales, hay que sumarle 8 electrones al segundo miembro de la ecuación.

Cl2 + 2 e → 2 Cl

S2O32– + 5 H2O → 2 SO42–+ 10 H+ + 8 e

Ajuste de la reacción:

El número de electrones de ambos miembros ha de ser igual, por tanto la primera ecuación hay que multiplicarla por cuatro y la segunda se deja como está.

ION ELECTRON 07, 12

Reacción ajustada:

4 Cl2 + H2S2O3 + 5 H2O ⇔ 8 HCl + 2 H2SO4

Los diez H+ están repartidos entre el HCl y el H2SO4.

 

 


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