QuímicaMedioProblema · 3 pts

Ajuste redox y estequiometría

Castilla-La Mancha · 2021 · Junio

Enunciado

Para el siguiente proceso redox:

\text{KMnO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{KI} \longrightarrow \text{MnSO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{I}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4

a) (1,0 p) Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción. Señale claramente cuál es el oxidante y el reductor.

b) (1,0 p) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular.

c) (1,0 p) Calcule los gramos de

\text{KMnO}_4

necesarios para obtener 30 g de

\text{I}_2

si el rendimiento de la reacción es del 60%

Datos: Masas atómicas: K = 39,1; Mn = 54,9; O = 16; I = 126,9

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{2\,\text{MnO}_4^- + 16\,\text{H}^+ + 10\,\text{I}^- \rightarrow 2\,\text{Mn}^{2+} + 5\,\text{I}_2 + 8\,\text{H}_2\text{O}}

Oxidante: $\text{MnO}_4^-$ ; reductor: $\text{I}^-$ .

\boxed{m(\text{KMnO}_4) \approx 12{,}5\ \text{g}}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Lo primero es localizar qué elementos cambian de número de oxidación: el manganeso pasa de

+7

(en el permanganato) a

+2

(en el

\text{MnSO}_4

) y el yodo de

-1

(yoduro) a

0

(

\text{I}_2

). El medio es ácido (hay

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

), así que se ajusta por el método del ion-electrón con

\text{H}^+

\text{H}_2\text{O}

.

Para c), la estequiometría de la ecuación ajustada da la relación

\text{KMnO}_4 : \text{I}_2 = 2 : 5

. El rendimiento del 60 % significa que hay que preparar la reacción como si se fueran a obtener más de 30 g: se divide por

0{,}60

Desarrollo

a) Semirreacciones, oxidante y reductor.

Números de oxidación que cambian:

\overset{+7}{\text{Mn}}\text{O}_4^- \longrightarrow \overset{+2}{\text{Mn}}{}^{2+} \qquad \overset{-1}{\text{I}}{}^- \longrightarrow \overset{0}{\text{I}}_2

Reducción (el Mn gana 5 electrones):

\text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ + 5\,e^- \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\,\text{H}_2\text{O}

Oxidación (el yoduro pierde electrones):

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

El oxidante es el ion permanganato,

\text{MnO}_4^-

(el

\text{KMnO}_4

), que se reduce. El reductor es el ion yoduro,

\text{I}^-

(el

\text{KI}

), que se oxida.

b) Ecuaciones iónica y molecular.

Para igualar los electrones, la reducción se multiplica por 2 y la oxidación por 5 (10 electrones en cada una):

2\,\text{MnO}_4^- + 16\,\text{H}^+ + 10\,e^- \longrightarrow 2\,\text{Mn}^{2+} + 8\,\text{H}_2\text{O}

10\,\text{I}^- \longrightarrow 5\,\text{I}_2 + 10\,e^-

Sumando:

2\,\text{MnO}_4^- + 16\,\text{H}^+ + 10\,\text{I}^- \longrightarrow 2\,\text{Mn}^{2+} + 5\,\text{I}_2 + 8\,\text{H}_2\text{O}

Para la ecuación molecular, los

16\,\text{H}^+

los aporta el ácido sulfúrico (

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

), el permanganato entra como

\text{KMnO}_4

y el yoduro como

\text{KI}

. Los

2 + 10 = 12

iones

\text{K}^+

forman

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

, y los sulfatos que quedan van con el

\text{Mn}^{2+}

2\,\text{KMnO}_4 + 8\,\text{H}_2\text{SO}_4 + 10\,\text{KI} \longrightarrow 2\,\text{MnSO}_4 + 8\,\text{H}_2\text{O} + 5\,\text{I}_2 + 6\,\text{K}_2\text{SO}_4

Comprobación: K:

2 + 10 = 12 = 6\cdot 2

; S:

8 = 2 + 6

; H:

16 = 8 \cdot 2

; O:

8 + 32 = 40 = 8 + 8 + 24

; I:

10 = 5 \cdot 2

; Mn:

2 = 2

. Ajustada.

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

c) Masa de KMnO₄ para obtener 30 g de I₂ con un rendimiento del 60 %.

Masas molares:

M(\text{I}_2) = 2 \cdot 126{,}9 = 253{,}8\ \text{g/mol} \qquad M(\text{KMnO}_4) = 39{,}1 + 54{,}9 + 4\cdot 16 = 158{,}0\ \text{g/mol}

Moles de yodo que se quieren obtener:

n(\text{I}_2)_{\text{real}} = \frac{30\ \text{g}}{253{,}8\ \text{g/mol}} = 0{,}1182\ \text{mol}

Como solo se obtiene el 60 % de lo teórico, la reacción tiene que estar planteada para producir:

n(\text{I}_2)_{\text{teórico}} = \frac{0{,}1182}{0{,}60} = 0{,}1970\ \text{mol}

Por la estequiometría (

2\,\text{KMnO}_4 : 5\,\text{I}_2

n(\text{KMnO}_4) = 0{,}1970 \cdot \frac{2}{5} = 0{,}0788\ \text{mol}

m(\text{KMnO}_4) = 0{,}0788\ \text{mol} \cdot 158{,}0\ \text{g/mol} = 12{,}45\ \text{g}

Tiene sentido: con un rendimiento del 100 % bastarían

7{,}47\ \text{g}

; como se pierde el 40 %, hace falta más reactivo.

Consejo

Con el rendimiento, pregúntate si necesitas más o menos: para obtener una cantidad dada de producto con un rendimiento menor del 100 % hace falta más reactivo, así que se divide entre 0,60. Multiplicar (y salir 4,5 g) es el fallo típico.

Al pasar a la ecuación molecular, cuadra primero el potasio con el $\text{K}_2\text{SO}_4$ y luego los sulfatos: si te salen bien K y S, el resto suele estar ya ajustado.

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 · Julio Ajuste 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 2 Ajuste 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 · Junio Ajuste 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 →