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Ajuste ión-electrón y estequiometría Opción B EBAU Andalucía junio 2017

Dada la reacción: K_2Cr_2O_7 + FeSO_4 + H_2SO_4\ \to\ Fe_2(SO_4)_3 + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + H_2O
a) Ajusta las reacciones iónica y molecular por el método ión electrón.
b) Calcula los gramos de Fe_2(SO_4)_3 que se obtendrán a partir de 4 g de K_2Cr_2O_7, si el rendimiento es del 75\%.
Datos: Masas atómicas: K = 39 ; Cr = 52 ; S = 32 ; Fe = 56 ; O = 16 ; H = 1.

SOLUCIÓN

a) Para hacer el ajuste que nos indican debemos ver qué elementos varían sus estados de oxidación. El cromo se reduce de (6+) a (3+), mientras que el hierro se oxida de (2+) a (3+). Escribimos las semirreacciones y las ajustamos teniendo en cuenta que el medio es ácido:
(Cr_2O_7)^{-2} + 6e^- + 14H^+\
\to\ 2Cr^{3+} + 7H_2O
2Fe^{2+}\ \to\ 2Fe^{3+}
El número de electrones que se transfieren en ambas semirreacciones ha de ser el mismo, por lo que debemos multiplicar por tres la semirreacción de oxidación. Luego sumamos ambas y obtenemos la reacción iónica:

\bf (Cr_2O_7)^{2-} + 6Fe^{2+} + 14H^+\ \to\ 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O


El paso a la ecuación molecular implica dar entidad a los iones que acabamos de obtener. Para ello debemos fijarnos en los compuestos que aparecen en la reacción inicial del enunciado:

\bf K_2Cr_2O_7 + 6FeSO_4 + 7H_2SO_4\ \to\ Cr_2(SO_4)_3 + 3Fe_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 7H_2O


b) Debemos tener convertir en mol la masa que nos dan, tener en cuenta la estequiometría de la reacción, sin olvidar el rendimiento del proceso. Lo hacemos con factores de conversión:

4\ g\ K_2SO_4\cdot \frac{1\ mol}{294\ g}\cdot \frac{3\ mol\ Fe_2(SO_4)_3}{1\ mol\ K_2Cr_2O_7}\cdot \frac{400\ g}{1\ mol}\cdot 0,75 = \bf 12,24\ g\ Fe_2(SO_4)_3

 

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