QuímicaMedioProblema · 2,5 pts

Ajuste redox y estequiometríaSelectividad (PAU) · País Vasco 2017 · Junio · Opción A

País Vasco · 2017 · Junio · Opción A
Enunciado
Dada la siguiente ecuación química:I2+HNO3⟶HIO3+NO+H2O\text{I}_2 + \text{HNO}_3 \longrightarrow \text{HIO}_3 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O}a) Escribir y ajustar las semirreacciones de oxidación y reducción por el método del ión-electrón. (1 punto)

b) Escribir la reacción molecular ajustada. (1 punto)

c) Indicar justificando la respuesta, el agente oxidante y el reductor. (0,5 puntos)
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
a) Oxidación: I2+6 H2O→2 IO3−+12 H++10 e−\text{I}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} \to 2\,\text{IO}_3^- + 12\,\text{H}^+ + 10\,e^-. Reducción: NO3−+4 H++3 e−→NO+2 H2O\text{NO}_3^- + 4\,\text{H}^+ + 3\,e^- \to \text{NO} + 2\,\text{H}_2\text{O}.

b) 3 I2+10 HNO3→6 HIO3+10 NO+2 H2O3\,\text{I}_2 + 10\,\text{HNO}_3 \to 6\,\text{HIO}_3 + 10\,\text{NO} + 2\,\text{H}_2\text{O}.

c) Oxidante: HNO3\text{HNO}_3 (se reduce, gana electrones). Reductor: I2\text{I}_2 (se oxida, pierde electrones).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Primero hay que localizar quién cambia de número de oxidación: el yodo pasa de 0 en I2\text{I}_2 a +5 en HIO3\text{HIO}_3 (se oxida) y el nitrógeno pasa de +5 en HNO3\text{HNO}_3 a +2 en NO (se reduce).

El medio es ácido (hay HNO3\text{HNO}_3), así que cada semirreacción se ajusta con H2O\text{H}_2\text{O} para el oxígeno, H+\text{H}^+ para el hidrógeno y electrones para la carga. Luego se igualan los electrones, se suman y, por último, se devuelven los iones a las sustancias del enunciado.
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Desarrollo

Números de oxidación
  • I: 0 en I2\text{I}_2 → +5 en HIO3\text{HIO}_3 (pierde 5 electrones por átomo).
  • N: +5 en HNO3\text{HNO}_3 → +2 en NO (gana 3 electrones).
a) Semirreacción de oxidación. Se parte de I2→IO3−\text{I}_2 \to \text{IO}_3^-; hacen falta dos yodatos, 6 O (con 6 H2O\text{H}_2\text{O}) y 12 H+\text{H}^+ al otro lado; la carga se iguala con 10 electrones:I2+6 H2O⟶2 IO3−+12 H++10 e−\text{I}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2\,\text{IO}_3^- + 12\,\text{H}^+ + 10\,e^-Semirreacción de reducción. NO3−→NO\text{NO}_3^- \to \text{NO}: sobran 2 O, que pasan a 2 H2O\text{H}_2\text{O} con 4 H+\text{H}^+; la carga se iguala con 3 electrones:NO3−+4 H++3 e−⟶NO+2 H2O\text{NO}_3^- + 4\,\text{H}^+ + 3\,e^- \longrightarrow \text{NO} + 2\,\text{H}_2\text{O}Igualar los electrones. El mínimo común múltiplo de 10 y 3 es 30: la oxidación se multiplica por 3 y la reducción por 10.3 I2+18 H2O⟶6 IO3−+36 H++30 e−3\,\text{I}_2 + 18\,\text{H}_2\text{O} \longrightarrow 6\,\text{IO}_3^- + 36\,\text{H}^+ + 30\,e^-10 NO3−+40 H++30 e−⟶10 NO+20 H2O10\,\text{NO}_3^- + 40\,\text{H}^+ + 30\,e^- \longrightarrow 10\,\text{NO} + 20\,\text{H}_2\text{O}Ecuación iónica. Al sumar se simplifican 36 H+\text{H}^+ y 18 H2O\text{H}_2\text{O}:3 I2+10 NO3−+4 H+⟶6 IO3−+10 NO+2 H2O3\,\text{I}_2 + 10\,\text{NO}_3^- + 4\,\text{H}^+ \longrightarrow 6\,\text{IO}_3^- + 10\,\text{NO} + 2\,\text{H}_2\text{O}b) Ecuación molecular

Los 10 NO3−\text{NO}_3^- y los 4 H+\text{H}^+ salen de 10 HNO3\text{HNO}_3 (aportan 10 H+\text{H}^+: 4 se consumen y los otros 6 acompañan a los 6 IO3−\text{IO}_3^- como HIO3\text{HIO}_3):3 I2+10 HNO3⟶6 HIO3+10 NO+2 H2O3\,\text{I}_2 + 10\,\text{HNO}_3 \longrightarrow 6\,\text{HIO}_3 + 10\,\text{NO} + 2\,\text{H}_2\text{O}Comprobación. I: 6=66 = 6. N: 10=1010 = 10. H: 10=6+410 = 6 + 4. O: 30=18+10+230 = 18 + 10 + 2.

c) Oxidante y reductor
  • Agente oxidante: HNO3\text{HNO}_3 (el ion nitrato). Su nitrógeno gana electrones (de +5 a +2): se reduce y provoca la oxidación del yodo.
  • Agente reductor: I2\text{I}_2. Pierde electrones (de 0 a +5): se oxida y provoca la reducción del nitrato.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

Comprueba siempre la ecuación final átomo a átomo y, en la iónica, también la carga (−10+4=−6-10 + 4 = -6 a cada lado). Un error típico es dejar los H+\text{H}^+ y el agua sin simplificar tras sumar.

En c) el oxidante es la sustancia que se reduce, no «el nitrógeno» ni «el que pierde electrones»: justifícalo con el cambio del número de oxidación.
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