QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Problema resuelto de Química: Ajuste redox y estequiometríaSelectividad (PAU) · País Vasco 2019 · Julio · Opción A

Enunciado

Dada la siguiente ecuación química:

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + \text{KI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O}

a) Ajustar la ecuación por el método del ión-electrón. (1 punto)

b) Indicar qué sustancias se oxidan o reducen. (0,5 puntos)

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Resultado

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 6\,\text{KI} + 7\,\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 4\,\text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\,\text{I}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}

(iónica:

\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 6\,\text{I}^- + 14\,\text{H}^+ \rightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 3\,\text{I}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}

).

b) Se reduce el

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7

(Cr: +6 → +3, oxidante); se oxida el KI (I: −1 → 0, reductor).

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Primero se buscan los elementos que cambian de número de oxidación: el cromo del dicromato pasa de +6 a +3 y el yodo del yoduro, de −1 a 0. Se escriben las dos semirreacciones con las especies iónicas que de verdad reaccionan (

\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}

\text{I}^-

), se ajustan en medio ácido (oxígenos con agua, hidrógenos con H⁺, cargas con electrones) y se igualan los electrones.

Después se pasa a la ecuación molecular: los H⁺ los aporta el ácido sulfúrico y los iones K⁺ y sulfato que sobran forman el

\text{K}_2\text{SO}_4

Desarrollo

a) Números de oxidación

Cr: +6 en $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ → +3 en $\text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3$ : se reduce.
I: −1 en KI → 0 en $\text{I}_2$ : se oxida.

Semirreacción de reducción (medio ácido):

\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,e^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}

Los 7 oxígenos pasan a 7 moléculas de agua, que necesitan 14 H⁺; cargas:

-2 + 14 - 6 = +6 = 2\cdot(+3)

.

Semirreacción de oxidación:

2\,\text{I}^- \longrightarrow \text{I}_2 + 2\,e^-

Igualar los electrones. La oxidación se multiplica por 3:

\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,e^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}

6\,\text{I}^- \longrightarrow 3\,\text{I}_2 + 6\,e^-

Ecuación iónica ajustada (sumando):

\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 6\,\text{I}^- + 14\,\text{H}^+ \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 3\,\text{I}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}

Ecuación molecular. El dicromato viene como

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7

(1), el yoduro como KI (6) y los 14 H⁺ los dan 7

\text{H}_2\text{SO}_4

. Los 2 Cr³⁺ forman 1

\text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3

(3 sulfatos); los 8 K⁺ (2 + 6) forman 4

\text{K}_2\text{SO}_4

(4 sulfatos). Sulfatos: 3 + 4 = 7, los mismos que aporta el ácido:

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 6\,\text{KI} + 7\,\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 4\,\text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\,\text{I}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}

Comprobación. K: 2 + 6 = 8 = 4·2. Cr: 2 = 2. I: 6 = 3·2. S: 7 = 4 + 3. H: 14 = 7·2. O: 7 + 28 = 35; a la derecha, 16 + 12 + 7 = 35. Cuadra.

b) Qué se oxida y qué se reduce

Se reduce el dicromato de potasio, $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ (el Cr gana electrones, de +6 a +3): es el oxidante.
Se oxida el yoduro de potasio, KI (el I pierde electrones, de −1 a 0): es el reductor.

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

Consejo

Si el enunciado pide el método del ión-electrón, el corrector quiere ver las dos semirreacciones ajustadas por separado y la suma: un ajuste por tanteo, aunque acierte, no vale la puntuación completa. Al final, comprueba átomo a átomo y la carga de la ecuación iónica.

Paso 1 de 3

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