T7: Equilibrios redox · Ajuste de reacciones redox y estequiometría

Ajuste de reacciones redox y estequiometría

Problema

2024 · Extraordinaria · Titular

B.5

La reacción de oxidación del sulfato de hierro(II) con el dicromato de potasio, en medio ácido sulfúrico, produce sulfato de hierro(III), sulfato de cromo(III), sulfato de potasio y agua.

a) Utilizando el método del ion electrón escriba ajustadas las semirreacciones de oxidación y reducción y las reacciones iónica y molecular.b) Calcule los mL de disolución

{{conc_oxidante}}

M de

\ce{K2Cr2O7}

que son necesarios para oxidar

{{vol_reductor}}

mL de una disolución

{{conc_reductor}}

M de sulfato de hierro(II).

RedoxEstequiometría

a) Utilizando el método del ion electrón escriba ajustadas las semirreacciones de oxidación y reducción y las reacciones iónica y molecular.

\text{Oxidación: } 6 \times (\ce{Fe^{2+} -> Fe^{3+} + e^-})

\text{Reducción: } \ce{Cr2O7^{2-} + 14 H^+ + 6 e^- -> 2 Cr^{3+} + 7 H2O}

Sumando ambas semirreacciones para igualar el intercambio de electrones, obtenemos la ecuación iónica ajustada:

\ce{6 Fe^{2+} + Cr2O7^{2-} + 14 H^+} -> \ce{6 Fe^{3+} + 2 Cr^{3+} + 7 H2O}

Trasladando los coeficientes a las especies moleculares y ajustando los aniones sulfato y los cationes potasio restantes:

\ce{6 FeSO4 + K2Cr2O7 + 7 H2SO4} -> \ce{3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O}

b) Calcule los mL de disolución {{conc_oxidante}} M de

\ce{K2Cr2O7}

que son necesarios para oxidar {{vol_reductor}} mL de una disolución {{conc_reductor}} M de sulfato de hierro(II).

Calculamos primero los moles de $\ce{FeSO4}$ presentes en la disolución:

n(\ce{FeSO4}) = {{vol_reductor}} \cdot 10^{-3} \text{ L} \cdot {{conc_reductor}} \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1} = ({{vol_reductor}} \cdot {{conc_reductor}} \cdot 10^{-3}) \text{ mol}

Según la estequiometría de la reacción ajustada, 1 mol de $\ce{K2Cr2O7}$ reacciona con 6 moles de $\ce{FeSO4}$ . Determinamos los moles de oxidante:

n(\ce{K2Cr2O7}) = \frac{n(\ce{FeSO4})}{6} = \frac{{{vol_reductor}} \cdot {{conc_reductor}} \cdot 10^{-3}}{6} \text{ mol}

Calculamos el volumen de la disolución de dicromato de potasio en mililitros utilizando su molaridad {{conc_oxidante}} M:

V_{ox} = \frac{n(\ce{K2Cr2O7})}{{{conc_oxidante}} \text{ mol} \cdot \text{L}^{-1}} \cdot 1000 \text{ mL/L}

V_{ox} = \frac{{{vol_reductor}} \cdot {{conc_reductor}}}{6 \cdot {{conc_oxidante}}} \text{ mL}