T7: Equilibrios redox · Ajuste por el método del ion-electrón

Ajuste por el método del ion-electrón

Problema

2018 · Ordinaria · Suplente

En la reacción entre el permanganato de potasio ( $\ce{KMnO4}$ ) y el yoduro de potasio ( $\ce{KI}$ ) en presencia de hidróxido de potasio ( $\ce{KOH}$ ) se obtiene manganato de potasio ( $\ce{K2MnO4}$ ), yodato de potasio ( $\ce{KIO3}$ ) y agua.

a) Ajuste las reacciones iónica y molecular por el método del ion-electrón.b) Calcule los gramos de

\ce{KI}

necesarios para la reducción de

50 \text{ mL}

de una disolución

0,025 \text{ M}

\ce{KMnO4}.

Datos: Masas atómicas relativas $I=127; K=39$

Equilibrios redoxEstequiometría

a) Ajuste las reacciones iónica y molecular por el método del ion-electrón.

Las semirreacciones de oxidación y reducción son:

\ce{I- -> IO3-}

\ce{MnO4- -> MnO4^2-}

Se ajustan los átomos de oxígeno y de hidrógeno utilizando $\ce{OH-}$ y $\ce{H2O}$ en medio básico. Luego se equilibran las cargas con electrones.

\text{Semirreacción de oxidación:}

\ce{I- + 6OH- -> IO3- + 3H2O + 6e-}

\text{Semirreacción de reducción:}

\ce{MnO4- + e- -> MnO4^2-}

Se iguala el número de electrones multiplicando la semirreacción de reducción por 6 y sumando ambas:

\left. \begin{matrix} \ce{I- + 6OH- -> IO3- + 3H2O + 6e-} \\ 6 \times (\ce{MnO4- + e- -> MnO4^2-}) \end{matrix} \right\}

\ce{I- + 6OH- + 6MnO4- + 6e- -> IO3- + 3H2O + 6MnO4^2- + 6e-}

Se cancelan los electrones y se obtiene la ecuación iónica ajustada:

\ce{6MnO4-(aq) + I-(aq) + 6OH-(aq) -> 6MnO4^2-(aq) + IO3-(aq) + 3H2O(l)}

Para la ecuación molecular, se añaden los iones espectadores ( $\ce{K+}$ ):

\ce{6KMnO4(aq) + KI(aq) + 6KOH(aq) -> 6K2MnO4(aq) + KIO3(aq) + 3H2O(l)}

b) Calcule los gramos de

\ce{KI}

necesarios para la reducción de

50 \text{ mL}

de una disolución

0,025 \text{ M}

\ce{KMnO4}.

Datos: Masas atómicas relativas

\text{I}=127; \text{K}=39

Moles de $\ce{KMnO4}$ en la disolución:

\text{Moles de } \ce{KMnO4} = 0,025 \text{ mol/L} \times 0,050 \text{ L} = 0,00125 \text{ mol}

De la estequiometría de la reacción ajustada, la relación molar entre $\ce{KMnO4}$ y $\ce{KI}$ es 6:1. Se calculan los moles de $\ce{KI}$ necesarios:

\text{Moles de } \ce{KI} = 0,00125 \text{ mol } \ce{KMnO4} \times \frac{1 \text{ mol } \ce{KI}}{6 \text{ mol } \ce{KMnO4}} = 0,00020833 \text{ mol } \ce{KI}

Se calcula la masa molar de $\ce{KI}$ :

M_\text{molar}(\ce{KI}) = (39 + 127) \text{ g/mol} = 166 \text{ g/mol}

Finalmente, se calculan los gramos de $\ce{KI}$ necesarios:

\text{Gramos de } \ce{KI} = 0,00020833 \text{ mol} \times 166 \text{ g/mol} = 0,03458 \text{ g}