T7: Equilibrios redox · Ajuste redox y estequiometría

Ajuste redox y estequiometría

Problema

2017 · Ordinaria · Reserva

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

a) Ajuste esta reacción por el método del ión electrón.b) Calcule la masa de bromo que se obtiene cuando

100\text{ g}

de bromuro de sodio se tratan con ácido nítrico en exceso.

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

método ion-electrónestequiometría redox

a) Ajuste de la reacción por el método del ion-electrón: Semirreacción de oxidación (Br):

\ce{2Br^- -> Br2 + 2e^-}

Semirreacción de reducción (N):

\ce{NO3^- -> NO2}

Balanceando átomos de oxígeno con agua:

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

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

\ce{NO3^- + 2H^+ -> NO2 + H2O}

Balanceando cargas con electrones:

\ce{NO3^- + 2H^+ + e^- -> NO2 + H2O}

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

\ce{2NO3^- + 4H^+ + 2e^- -> 2NO2 + 2H2O}

Sumando ambas semirreacciones:

\ce{2Br^- + 2NO3^- + 4H^+ -> Br2 + 2NO2 + 2H2O}

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

\ce{2NaBr + 4HNO3 -> Br2 + 2NO2 + 2NaNO3 + 2H2O}

b) Cálculo de la masa de bromo:

Masas molares:

\text{M}_{\ce{NaBr}} = 23 + 80 = 103 \text{ g/mol}

\text{M}_{\ce{Br2}} = 2 \times 80 = 160 \text{ g/mol}

Moles de bromuro de sodio:

\text{n}_{\ce{NaBr}} = \frac{100\text{ g}}{103\text{ g/mol}} \approx 0.9709\text{ mol}

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

\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:

\text{Masa}_{\ce{Br2}} = 0.4854\text{ mol} \times 160\text{ g/mol} \approx 77.66\text{ g}