QuímicaMedioProblema · 2 pts

Ajuste redox y estequiometría

Andalucía · 2023 · Reserva 3

Enunciado

Bloque C · C4. El dicromato de potasio reacciona con el yoduro de sodio en medio ácido sulfúrico para dar sulfato de sodio, sulfato de cromo(III), sulfato de potasio, diyodo y agua:

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

a) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular por el método del ion-electrón.

b) Si

30

mL de una disolución de

\text{NaI}

reaccionan con

60

mL de una disolución que contiene

49

g de

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

, ¿cuál será la molaridad de la disolución de

\text{NaI}

?

Datos: masas atómicas

\text{K} = 39{,}1

;

\text{Cr} = 52

;

\text{O} = 16

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } \text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 6\,\text{NaI} + 7\,\text{H}_2\text{SO}_4 \to 3\,\text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 3\,\text{I}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}\;}

\boxed{\;\textbf{b) } M(\text{NaI}) = 33{,}3 \text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

El dicromato en medio ácido es el oxidante de referencia del temario, y su semirreacción conviene tenerla memorizada:

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

Fíjate en el

2

delante del

\text{Cr}^{3+}

: hay dos cromos por ion dicromato, cada uno pasando de

+6

+3

, de ahí los seis electrones.

Frente a él, el yoduro se oxida a yodo molecular. Y en b), la relación

1\!:\!6

que sale del ajuste es todo lo que necesitas.

Desarrollo

a) Ajuste por el método del ion-electrón.

Estados de oxidación. El cromo pasa de

+6

(en

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

) a

+3

(en

\text{Cr}^{3+}

): se reduce. El yodo pasa de

-1

(en

\text{I}^-

) a

0

(en

\text{I}_2

): se oxida.

Semirreacción de reducción (medio ácido):

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

Semirreacción de oxidación:

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

Igualamos electrones multiplicando la oxidación por 3:

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

Ecuación iónica global:

\boxed{\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. Reponemos los iones espectadores. Los

14\,\text{H}^+

vienen de

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

, que aportan

7

sulfatos; esos sulfatos se reparten entre

3\,\text{Na}_2\text{SO}_4

(por los 6 sodios),

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

(3 sulfatos) y

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

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

Comprobación:

\text{K}

(

2=2

\text{Cr}

(

2=2

\text{Na}

(

6=6

\text{I}

(

6=6

\text{S}

(

7 = 3+3+1

\text{H}

(

14=14

\text{O}

(

7+28 = 12+12+4+7 = 35

). ✓

b) Molaridad de la disolución de $\text{NaI}$ .

Masa molar del dicromato de potasio:

M(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = 2(39{,}1) + 2(52) + 7(16) = 78{,}2 + 104 + 112 = 294{,}2 \text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}

Moles de dicromato:

n(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = \frac{49}{294{,}2} = 0{,}1666 \text{ mol}

Moles de yoduro de sodio, con la relación estequiométrica

1\!:\!6

n(\text{NaI}) = 6 \cdot 0{,}1666 = 0{,}999 \approx 1{,}00 \text{ mol}

Molaridad, sabiendo que ese yoduro estaba en los

30

mL:

M(\text{NaI}) = \frac{1{,}00 \text{ mol}}{0{,}030 \text{ L}}

\boxed{M(\text{NaI}) = 33{,}3 \text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}}

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

Consejo

Un apunte de honestidad sobre los números del apartado b): $33$ M es una concentración irrealizable en el laboratorio (una disolución saturada de yoduro de sodio no llega ni a $10$ M, y esos $49$ g de dicromato tampoco caben en $60$ mL de agua). Es un ejercicio de estequiometría, no una receta: aplica el procedimiento y da el resultado, pero acostúmbrate a comentar cuándo un valor no es físicamente razonable. Eso demuestra criterio, no lo contrario.

Sobre el ajuste: cuando repongas los iones espectadores para pasar de la iónica a la molecular, cuenta los sulfatos por los cationes de la derecha ( $6\,\text{Na}^+ \to 3$ , $2\,\text{Cr}^{3+} \to 3$ , $2\,\text{K}^+ \to 1$ ; total, 7) y comprueba que coinciden con los protones divididos entre 2 ( $14/2 = 7$ ). Si no cuadra, el error está en la ecuación iónica.