QuímicaMedio2 pts

Ajuste redox y estequiometría

Castilla y León · 2020 · Septiembre
Enunciado
Se genera cloro por reacción de dicromato potásico (K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) con ácido clorhídrico. En este proceso también se forma tricloruro de cromo (CrCl3\text{CrCl}_3) además de otros compuestos.

a) (1,0 puntos) Ajuste la reacción molecular por el método del ion-electrón.

b) (1,0 puntos) Calcule el volumen de cloro (Cl2\text{Cl}_2), medido a 0 ∘C0\ ^\circ\text{C} y 1 atm de presión, que se obtiene si reaccionan por completo 10 mL de disolución de ácido clorhídrico de densidad 1,18 g/mL y una riqueza del 35 % en masa.

Datos: masas atómicas: H = 1,01; Cl = 35,45. R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  a) K2Cr2O7+14 HCl⟶2 KCl+2 CrCl3+3 Cl2+7 H2O  \boxed{\;\text{a) } \text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 14\,\text{HCl} \longrightarrow 2\,\text{KCl} + 2\,\text{CrCl}_3 + 3\,\text{Cl}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}\;}  b) V(Cl2)=0,543 L  \boxed{\;\text{b) } V(\text{Cl}_2) = 0{,}543\ \text{L}\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Se asignan números de oxidación para ver quién se oxida y quién se reduce: el cromo pasa de +6+6 a +3+3 (se reduce) y el cloro de −1-1 a 00 (se oxida). Se ajustan las dos semirreacciones en medio ácido, se igualan los electrones y se pasa a la ecuación molecular añadiendo los iones espectadores (K+\text{K}^+ y el Cl−\text{Cl}^- que no se oxida). En b) se calculan los moles de HCl de la muestra y la estequiometría (14 mol de HCl dan 3 mol de Cl2\text{Cl}_2) da los moles de cloro, cuyo volumen sale de la ecuación de los gases.
2

Desarrollo

a) Ajuste por el método del ion-electrón

Números de oxidación de los elementos que cambian:Cr2+6O72−⟶Cr+33+Cl−1−⟶Cl20\overset{+6}{\text{Cr}_2}\text{O}_7^{2-} \longrightarrow \overset{+3}{\text{Cr}}{}^{3+} \qquad \overset{-1}{\text{Cl}}{}^- \longrightarrow \overset{0}{\text{Cl}_2}El dicromato es el oxidante (se reduce) y el ion cloruro, el reductor (se oxida). Semirreacciones en medio ácido (el HCl aporta los H+\text{H}^+):

Reducción:Cr2O72−+14 H++6 e−⟶2 Cr3++7 H2O\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,e^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}Oxidación:2 Cl−⟶Cl2+2 e−2\,\text{Cl}^- \longrightarrow \text{Cl}_2 + 2\,e^-Para igualar los electrones se multiplica la oxidación 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}^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 3\,\text{Cl}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}Para pasar a la ecuación molecular, los 14 H+\text{H}^+ vienen de 14 HCl, que aportan 14 Cl−\text{Cl}^-: 6 se oxidan a Cl2\text{Cl}_2, 6 acompañan a los dos Cr3+\text{Cr}^{3+} (2 CrCl32\,\text{CrCl}_3) y 2 a los dos K+\text{K}^+ del dicromato (2 KCl2\,\text{KCl}):K2Cr2O7+14 HCl⟶2 KCl+2 CrCl3+3 Cl2+7 H2O\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 14\,\text{HCl} \longrightarrow 2\,\text{KCl} + 2\,\text{CrCl}_3 + 3\,\text{Cl}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}Comprobación: K 2 = 2; Cr 2 = 2; O 7 = 7; H 14 = 14; Cl 14 = 2 + 6 + 6.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
b) Volumen de cloro

Masa de HCl puro en los 10 mL de disolución:m(disolucioˊn)=10 mL⋅1,18 g⋅mL−1=11,8 gm(\text{disolución}) = 10\ \text{mL} \cdot 1{,}18\ \text{g}\cdot\text{mL}^{-1} = 11{,}8\ \text{g}m(HCl)=11,8⋅35100=4,13 gm(\text{HCl}) = 11{,}8 \cdot \frac{35}{100} = 4{,}13\ \text{g}Con M(HCl)=1,01+35,45=36,46 g⋅mol−1M(\text{HCl}) = 1{,}01 + 35{,}45 = 36{,}46\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}:n(HCl)=4,1336,46=0,1133 moln(\text{HCl}) = \frac{4{,}13}{36{,}46} = 0{,}1133\ \text{mol}Por la estequiometría de la reacción ajustada (14 mol de HCl producen 3 mol de Cl2\text{Cl}_2):n(Cl2)=0,1133 mol HCl⋅3 mol Cl214 mol HCl=2,43⋅10−2 moln(\text{Cl}_2) = 0{,}1133\ \text{mol HCl} \cdot \frac{3\ \text{mol Cl}_2}{14\ \text{mol HCl}} = 2{,}43 \cdot 10^{-2}\ \text{mol}Volumen a 0 ∘C0\ ^\circ\text{C} (273 K273\ \text{K}) y 1 atm:V=n R TP=2,43⋅10−2⋅0,082⋅2731=0,543 LV = \frac{n\,R\,T}{P} = \frac{2{,}43 \cdot 10^{-2} \cdot 0{,}082 \cdot 273}{1} = 0{,}543\ \text{L}Se obtienen unos 543 mL de cloro.
3

Consejo

Al pasar a la ecuación molecular, el HCl hace dos papeles: parte del cloruro se oxida a Cl2\text{Cl}_2 y el resto solo acompaña a los cationes. Por eso hay 14 HCl y no 6: cuenta los cloros al final.

En b) usa la proporción 14 : 3 de la ecuación molecular, no el 6 : 3 de la iónica, porque el dato es el HCl total que reacciona.
Paso 1 de 3
¿Has terminado el problema?
¿Te atascas?Manda tu duda a tu profesor o al equipo, o pregunta a otros estudiantes 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 →