Estudio de procesos redox en medios ácido y básico (6847)

, por F_y_Q

Balancea las siguientes ecuaciones por el método de ión-electrón e indica, para cada reacción, los números de oxidación de los elementos presentes, el elemento que se oxida y el que se reduce, el agente oxidante y el agente reductor y las semirreacciones que tienen lugar:

a) \ce{MnO2 + HCl -> MnCl2 + H2O +Cl2} (medio ácido)

b) \ce{I2 + NaOH + Na2SO3 -> NaI + Na2SO4} (medio básico)

c) \ce{HCl + KMnO4 -> Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O} (medio ácido)


SOLUCIÓN:

En cada apartado se escribe la reacción química con los estados de oxidación de cada átomo, marcando el que se oxida (en violeta) y el que se reduce (en azul), indicando reductor (violeta) y oxidante (azul) según código de colores, luego se escriben las semirreacciones y se ajustan, se suman y se obtiene la reacción ajustada.

a) \ce{\color{blue}{Mn^{4+}} O_2^{2-} + H^+ \color{violet}{Cl^-} -> \color{blue}{Mn^{2+}} Cl_2^- + H^+_2O^{2-} + \color{violet}{Cl_2^0}}

\left \ce{2Cl^- -> Cl_2^0 + \cancel{2e^-}} \atop \ce{Mn^{4+}O_2 + \cancel{2e^-} + 4H^+ -> Mn^{2+} + 2H_2O} \right \atop \rule{85mm}{0.3mm}
\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{4HCl + MnO2 -> Cl2 + MnCl2 + 2H2O}}}

b) \ce{\color{blue}{I_2^0} + Na^+O^{2-}H^- + Na_2^+ \color{violet}{S^{4+}} O_3^{2-} -> Na^+ \color{blue}{I^-} + Na_2^+ \color{violet}{S^{6+}} O^{2-}_4}

\left \ce{I_2^0 \cancel{2e^-} -> 2I^-} \atop \ce{(S^{4+}O_3)^{2-} + 2OH^- -> (S^{6+}O_4)^{2-} + \cancel{2e^-} + H_2O} \right \atop \rule{95mm}{0.3mm}
\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{I2 + 2NaOH + Na2SO3 -> 2NaI + Na2SO4 + H2O}}}

c) \ce{H^+ \color{violet}{Cl^-} + K^+ \color{blue}{Mn^{7+}} O_4^{2-} -> \color{violet}{Cl^0_2} + K^+Cl^- + \color{blue}{Mn^{2+}} Cl_2^- + H^+_2O^{2-}}

\left \ce{2Cl^- -> Cl_2^0 + 2e^-} \atop \ce{Mn^{7+}O_4 + 5e^- + 8H^+ -> Mn^{2+} + 4H_2O} \right \atop \rule{85mm}{0.3mm}
\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf \ce{16HCl + 2KMnO4 -> 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl+ 8H2O}}}
Es necesario multiplicar la primera semirreacción por 5 y la segunda por 2 para igualar el número de electrones.