QuímicaMedio2 pts

Ajuste redox y estequiometría

Comunidad de Madrid · 2023 · Junio (coincidentes)

Enunciado

La siguiente reacción redox tiene lugar en medio ácido:

\text{MnO}_4^- + \text{Ag} + \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Ag}^+ + \text{H}_2\text{O}

a) (1 punto) Utilizando el método del ion electrón escriba ajustadas las semirreacciones de oxidación y reducción y la reacción iónica.

b) (1 punto) Calcule los gramos de plata metálica que podrían ser oxidados por

50\ \text{mL}

de una disolución acuosa de

\text{MnO}_4^-

0{,}20\ \text{M}

.

Dato. Masa atómica (u):

\text{Ag} = 107{,}9

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Resultado

a) Oxidación: $\text{Ag} \rightarrow \text{Ag}^+ + e^-$ ; reducción: $\text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ + 5\,e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\,\text{H}_2\text{O}$ ; iónica: $\text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ + 5\,\text{Ag} \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\,\text{Ag}^+ + 4\,\text{H}_2\text{O}$ .
b) $m(\text{Ag}) = 5{,}4\ \text{g}$ .

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Primero los números de oxidación: el manganeso pasa de

+7

(en

\text{MnO}_4^-

) a

+2

y gana 5 electrones; la plata pasa de

0

+1

y pierde 1. En medio ácido, el oxígeno del permanganato se ajusta con

\text{H}_2\text{O}

y el hidrógeno con

\text{H}^+

.

La reacción iónica ajustada da la proporción en moles: 5 Ag por cada $\text{MnO}_4^-$ , que es lo que se usa en b).

Desarrollo

a) Ajuste por el método del ion-electrón.

Oxidación (la plata es el reductor):

\text{Ag} \longrightarrow \text{Ag}^+ + e^-

Reducción (el permanganato es el oxidante). Se ajusta el O con 4 $\text{H}_2\text{O}$ , el H con 8 $\text{H}^+$ y la carga con 5 electrones ( $+7$ a la izquierda, $+2$ a la derecha):

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

Para igualar los electrones se multiplica la oxidación por 5 y se suman:

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

Comprobación de cargas: a la izquierda

-1 + 8 = +7

; a la derecha

+2 + 5 = +7

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

b) Masa de plata oxidada.

Moles de permanganato:

n(\text{MnO}_4^-) = 0{,}050\ \text{L} \cdot 0{,}20\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1} = 0{,}010\ \text{mol}

Por la estequiometría de la reacción iónica (1 mol de

\text{MnO}_4^-

oxida 5 mol de Ag):

n(\text{Ag}) = 5 \cdot 0{,}010 = 0{,}050\ \text{mol}

m(\text{Ag}) = 0{,}050\ \text{mol} \cdot 107{,}9\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1} = 5{,}4\ \text{g}

Consejo

Comprueba siempre que la reacción iónica final está ajustada en átomos y en cargas: es la forma más rápida de detectar un electrón de más o de menos.

En b) no olvides el factor 5: un error típico es tomar $n(\text{Ag}) = n(\text{MnO}_4^-)$ .

Paso 1 de 3

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