T7: Equilibrios redox · Ajuste redox y estequiometría

Ajuste redox y estequiometría

Problema

2020 · Ordinaria · Suplente

La reducción del permanganato de potasio por el sulfito de sodio, en medio ácido sulfúrico, ocurre mediante la siguiente reacción:

\ce{KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4} -> \ce{MnO2 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O}

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

\ce{KMnO4}

de concentración

0,2 \text{ M}

que se necesita para que se oxiden

189 \text{ g}

\ce{Na2SO3}

Datos: Masas atómicas relativas: $\ce{O}=16$ ; $\ce{S}=32$ ; $\ce{Na}=23$ .

redoxmétodo ion-electrónestequiometría

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

Semirreacción de reducción: $\ce{2 (MnO4- + 4H+ + 3e- -> MnO2 + 2H2O)}$ Semirreacción de oxidación: $\ce{3 (SO3^2- + H2O -> SO4^2- + 2H+ + 2e-)}$ Ecuación iónica ajustada: $\ce{2MnO4- + 3SO3^2- + 2H+ -> 2MnO2 + 3SO4^2- + H2O}$ Ecuación molecular ajustada: $\ce{2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2SO4 -> 2MnO2 + 3Na2SO4 + K2SO4 + H2O}$

b) Calcule el volumen de disolución de

\ce{KMnO4}

de concentración

0,2 \text{ M}

que se necesita para que se oxiden

189 \text{ g}

\ce{Na2SO3}

Masa molar del $\ce{Na2SO3}$ : $M = 2 \cdot 23 + 32 + 3 \cdot 16 = 126 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}$ Cantidad de sustancia de $\ce{Na2SO3}$ inicial: $n = \frac{189 \text{ g}}{126 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}} = 1,5 \text{ mol}$ Moles de $\ce{KMnO4}$ necesarios según la estequiometría $2:3$ : $n = 1,5 \text{ mol } \ce{Na2SO3} \cdot \frac{2 \text{ mol } \ce{KMnO4}}{3 \text{ mol } \ce{Na2SO3}} = 1,0 \text{ mol}$ Volumen de la disolución de permanganato: $V = \frac{1,0 \text{ mol}}{0,2 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1}} = 5 \text{ L}$