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Valoración redox
Problema
2021 · Ordinaria · Titular
C4
Examen

Una muestra de 3,25 g3,25 \text{ g} de nitrito de potasio impuro, disuelta en agua acidificada con ácido sulfúrico, se hace reaccionar con permanganato de potasio:

KNOX2+KMnOX4+HX2SOX4>KNOX3+KX2SOX4+MnSOX4+HX2O\ce{KNO2 + KMnO4 + H2SO4} -> \ce{KNO3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O}
a) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular por el método del ion-electrón.b) Calcule la riqueza en KNOX2\ce{KNO2} de la muestra inicial si se han consumido 50 mL50 \text{ mL} de KMnOX4\ce{KMnO4} 0,2 M0,2 \text{ M}.

Datos: Masas atómicas relativas: K=39K = 39; O=16O = 16; N=14N = 14

RedoxMétodo ion-electrónEstequiometría
a) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular por el método del ion-electrón.

Semirreacción de oxidación:

5×( NOX2X+HX2ONOX3X+2HX++2eX )\ce{5 \times ( NO2^- + H2O -> NO3^- + 2 H^+ + 2 e^- )}

Semirreacción de reducción:

2×( MnOX4X+8HX++5eXMnX2++4HX2O )\ce{2 \times ( MnO4^- + 8 H^+ + 5 e^- -> Mn^{2+} + 4 H2O )}

Ecuación iónica global:

5NOX2X+2MnOX4X+6HX+5NOX3X+2MnX2++3HX2O\ce{5 NO2^- + 2 MnO4^- + 6 H^+ -> 5 NO3^- + 2 Mn^{2+} + 3 H2O}

Ecuación molecular ajustada:

5KNOX2+2KMnOX4+3HX2SOX45KNOX3+KX2SOX4+2MnSOX4+3HX2O\ce{5 KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 -> 5 KNO3 + K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 H2O}
b) Calcule la riqueza en KNOX2\ce{KNO2} de la muestra inicial si se han consumido 50 mL50 \text{ mL} de KMnOX4\ce{KMnO4} 0,2 M0,2 \text{ M}.

Se determinan los moles de KMnOX4\ce{KMnO4} utilizados en la valoración: n=VM=0,050 L0,2 molL1=0,01 moln = V \cdot M = 0,050 \text{ L} \cdot 0,2 \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} = 0,01 \text{ mol} de KMnOX4\ce{KMnO4}.A partir de la estequiometría de la reacción, donde 22 moles de KMnOX4\ce{KMnO4} reaccionan con 55 moles de KNOX2\ce{KNO2}, calculamos los moles de nitrito puro: 0,01 mol de KMnOX45 mol de KNOX22 mol de KMnOX4=0,025 mol de KNOX20,01 \text{ mol de } \ce{KMnO4} \cdot \frac{5 \text{ mol de } \ce{KNO2}}{2 \text{ mol de } \ce{KMnO4}} = 0,025 \text{ mol de } \ce{KNO2}.La masa molar del KNOX2\ce{KNO2} es M=39+14+(216)=85 gmol1M = 39 + 14 + (2 \cdot 16) = 85 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}. La masa de KNOX2\ce{KNO2} puro es: m=0,025 mol85 gmol1=2,125 gm = 0,025 \text{ mol} \cdot 85 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1} = 2,125 \text{ g}.Finalmente, calculamos la riqueza de la muestra original de 3,25 g3,25 \text{ g}: Riqueza=2,125 g3,25 g100=65,38%\text{Riqueza} = \frac{2,125 \text{ g}}{3,25 \text{ g}} \cdot 100 = 65,38 \% .