QuímicaMedioProblema · 3 pts

Ajuste redox y estequiometría

Castilla-La Mancha · 2018 · Junio · Opción A
Enunciado
Se puede producir gas cloro haciendo uso de la siguiente reacción:K2Cr2O7+HCl→KCl+CrCl3+Cl2+H2O\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + \text{HCl} \rightarrow \text{KCl} + \text{CrCl}_3 + \text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O}a) (1,25 p): Escribe y ajusta las semirreacciones de oxidación y reducción utilizando el método del ion-electrón. Indica el nombre del oxidante y del reductor.

b) (1 p): Ajusta la ecuación molecular.

c) (0,75 p): Calcula los moles de Cl2\text{Cl}_2 que se producirán si se consumen totalmente 18,25 g de HCl.

Datos: Masas atómicas: Cl = 35,5; H = 1,0
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
Cr2O72−+14 H++6e−→2 Cr3++7 H2O;2 Cl−→Cl2+2e−\boxed{\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6e^- \rightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O};\quad 2\,\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^-}Oxidante: K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7; reductor: HCl.K2Cr2O7+14 HCl→2 KCl+2 CrCl3+3 Cl2+7 H2O\boxed{\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 14\,\text{HCl} \rightarrow 2\,\text{KCl} + 2\,\text{CrCl}_3 + 3\,\text{Cl}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}}n(Cl2)=0,107 mol\boxed{n(\text{Cl}_2) = 0{,}107\ \text{mol}}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Lo primero es ver quién cambia de número de oxidación. El cromo pasa de +6+6 en el dicromato a +3+3 en el CrCl3\text{CrCl}_3: gana electrones, se reduce. Parte del cloro pasa de −1-1 en el HCl a 00 en el Cl2\text{Cl}_2: pierde electrones, se oxida. El resto del cloro (el que acaba en KCl y CrCl3\text{CrCl}_3) no cambia: el HCl hace a la vez de reductor y de ácido.

Con eso, el método del ion-electrón: se escriben las dos semirreacciones con las especies que de verdad cambian (Cr2O72−\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} y Cl−\text{Cl}^-), se ajustan en medio ácido, se igualan los electrones y se suman. Después se pasa a la ecuación molecular y, por último, la estequiometría relaciona el HCl consumido con el Cl2\text{Cl}_2 producido.
2

Desarrollo

a) Semirreacciones.

Números de oxidación: en el K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7, 2(+1)+2x+7(−2)=0⇒x=+62(+1) + 2x + 7(-2) = 0 \Rightarrow x = +6; en el CrCl3\text{CrCl}_3, el cromo es +3+3. El cloro pasa de −1-1 (HCl) a 00 (Cl2\text{Cl}_2).

Reducción (el dicromato gana electrones). Se ajusta el cromo, el oxígeno con H2O\text{H}_2\text{O}, el hidrógeno con H+\text{H}^+ y la carga con electrones:Cr2O72−+14 H++6 e−→2 Cr3++7 H2O\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,e^- \rightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}Comprobación de cargas: izquierda −2+14−6=+6-2 + 14 - 6 = +6; derecha 2(+3)=+62(+3) = +6.

Oxidación (el cloruro pierde electrones):2 Cl−→Cl2+2 e−2\,\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2\,e^-Para igualar los electrones, la oxidación se multiplica por 3 y se suman:Cr2O72−+14 H++6 Cl−→2 Cr3++3 Cl2+7 H2O\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,\text{Cl}^- \rightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 3\,\text{Cl}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}
  • Oxidante: el ion dicromato, Cr2O72−\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}, es decir, el dicromato de potasio K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 (se reduce).
  • Reductor: el ion cloruro, Cl−\text{Cl}^-, es decir, el ácido clorhídrico HCl (se oxida).
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
b) Ecuación molecular.

Los 14 H+\text{H}^+ los aporta el HCl, y los 6 Cl−\text{Cl}^- que se oxidan también. Pero hacen falta más cloruros que acompañen a los cationes que quedan: 2 K+\text{K}^+ (2 KCl) y 2 Cr3+\text{Cr}^{3+} (2 CrCl3\text{CrCl}_3, 6 cloruros). En total, el HCl necesario es el que aporta los 14 H+\text{H}^+, y los cloros cuadran solos:K2Cr2O7+14 HCl→2 KCl+2 CrCl3+3 Cl2+7 H2O\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 14\,\text{HCl} \rightarrow 2\,\text{KCl} + 2\,\text{CrCl}_3 + 3\,\text{Cl}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}Comprobación: K, 2=22 = 2; Cr, 2=22 = 2; O, 7=77 = 7; H, 14=1414 = 14; Cl, 14=2+6+6=1414 = 2 + 6 + 6 = 14.

De los 14 HCl, solo 6 actúan como reductor; los otros 8 aportan el medio ácido y los cloruros de las sales.

c) Moles de Cl2\text{Cl}_2.

Masa molar del HCl: M=1,0+35,5=36,5 g/molM = 1{,}0 + 35{,}5 = 36{,}5\ \text{g/mol}.n(HCl)=18,25 g36,5 g/mol=0,500 moln(\text{HCl}) = \frac{18{,}25\ \text{g}}{36{,}5\ \text{g/mol}} = 0{,}500\ \text{mol}Según la ecuación ajustada, 14 mol de HCl dan 3 mol de Cl2\text{Cl}_2:n(Cl2)=0,500 mol HCl⋅3 mol Cl214 mol HCl=0,107 mol Cl2n(\text{Cl}_2) = 0{,}500\ \text{mol HCl} \cdot \frac{3\ \text{mol Cl}_2}{14\ \text{mol HCl}} = 0{,}107\ \text{mol Cl}_2
3

Consejo

En c) la relación es 3 mol de Cl₂ por cada 14 mol de HCl, no por cada 6: el dato es el HCl consumido en total, y solo una parte se oxida. Usar la proporción de la ecuación iónica (6 Cl⁻ → 3 Cl₂) da 0,25 mol, que es un error muy habitual.

Al ajustar la molecular, cuenta los cloros al final: el HCl tiene tres papeles (reductor, ácido y fuente de cloruros para KCl y CrCl₃) y es fácil quedarse corto.
Paso 1 de 3
¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.
¿Te atascas?Pregunta a otros estudiantes y profesores en la comunidad.
Sigue practicando
Ajuste redox y estequiometría
(2 puntos: 1 punto cada apartado) En determinadas regiones se añade yoduro de potasio al agua potable con el…
Química · Andalucía · 2026 · JulioAjuste redox y estequiometría
(2 puntos: 1 punto cada apartado) El gas cloro se utiliza para la fabricación de la lejía (hipoclorito de sodio)…
Química · Andalucía · 2026 · Reserva 2Ajuste redox y estequiometría
(2 puntos) ARSÉNICO O EL LUJO DE BEBER UN VASO DE AGUA POTABLE El arsénico se conoce desde tiempos remotos…
Química · Andalucía · 2026 · JunioAjuste redox y estequiometría
Una forma de estimar la contaminación del agua es medir la Demanda Química de Oxígeno (DQO). Para ello, el carbono…
Química · Castilla-La Mancha · 2026 · Julio
Apuntes y todos los problemas de Reacciones redox y electroquímica →