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Ajuste redox y estequiometría
Problema
2017 · Ordinaria · Reserva
6B
Examen

El bromuro de sodio reacciona con el ácido nítrico, en caliente, según la siguiente ecuación: NaBr+HNOX3BrX2+NOX2+NaNOX3+HX2O\ce{NaBr + HNO3 -> Br2 + NO2 + NaNO3 + H2O}

a) Ajuste esta reacción por el método del ión electrón.b) Calcule la masa de bromo que se obtiene cuando 100 g100\text{ g} de bromuro de sodio se tratan con ácido nítrico en exceso.

Datos: Masas atómicas Br=80Br=80; Na=23Na=23.

método ion-electrónestequiometría redox
a) Ajuste de la reacción por el método del ion-electrón: Semirreacción de oxidación (Br):
2BrXBrX2+2eX\ce{2Br^- -> Br2 + 2e^-}

Semirreacción de reducción (N):

NOX3XNOX2\ce{NO3^- -> NO2}

Balanceando átomos de oxígeno con agua:

NOX3XNOX2+HX2O\ce{NO3^- -> NO2 + H2O}

Balanceando átomos de hidrógeno con iones HX+\ce{H^+}:

NOX3X+2HX+NOX2+HX2O\ce{NO3^- + 2H^+ -> NO2 + H2O}

Balanceando cargas con electrones:

NOX3X+2HX++eXNOX2+HX2O\ce{NO3^- + 2H^+ + e^- -> NO2 + H2O}

Multiplicando la semirreacción de reducción por 2 para igualar los electrones:

2NOX3X+4HX++2eX2NOX2+2HX2O\ce{2NO3^- + 4H^+ + 2e^- -> 2NO2 + 2H2O}

Sumando ambas semirreacciones:

2BrX+2NOX3X+4HX+BrX2+2NOX2+2HX2O\ce{2Br^- + 2NO3^- + 4H^+ -> Br2 + 2NO2 + 2H2O}

Transformando a la ecuación molecular, añadiendo los iones NaX+\ce{Na^+} y NOX3X\ce{NO3^-} espectadores necesarios:

2NaBr+4HNOX3BrX2+2NOX2+2NaNOX3+2HX2O\ce{2NaBr + 4HNO3 -> Br2 + 2NO2 + 2NaNO3 + 2H2O}
b) Cálculo de la masa de bromo:

Masas molares:

MNaBr=23+80=103 g/mol\text{M}_{\ce{NaBr}} = 23 + 80 = 103 \text{ g/mol}
MBrX2=2×80=160 g/mol\text{M}_{\ce{Br2}} = 2 \times 80 = 160 \text{ g/mol}

Moles de bromuro de sodio:

nNaBr=100 g103 g/mol0.9709 mol\text{n}_{\ce{NaBr}} = \frac{100\text{ g}}{103\text{ g/mol}} \approx 0.9709\text{ mol}

Según la estequiometría de la reacción ajustada, 2 moles2\text{ moles} de NaBr\ce{NaBr} producen 1 mol1\text{ mol} de BrX2\ce{Br2}. Moles de bromo obtenidos:

nBrX2=0.9709 mol NaBr×1 mol BrX22 mol NaBr0.4854 mol\text{n}_{\ce{Br2}} = 0.9709\text{ mol } \ce{NaBr} \times \frac{1\text{ mol } \ce{Br2}}{2\text{ mol } \ce{NaBr}} \approx 0.4854\text{ mol}

Masa de bromo obtenida:

MasaBrX2=0.4854 mol×160 g/mol77.66 g\text{Masa}_{\ce{Br2}} = 0.4854\text{ mol} \times 160\text{ g/mol} \approx 77.66\text{ g}