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Ajuste redox y estequiometríaSelectividad (PAU) · País Vasco 2023 · Julio

País Vasco · 2023 · Julio
Enunciado
Dada la ecuación química:Ag2S+HNO3⟶Ag2SO4+NO+H2O\text{Ag}_2\text{S} + \text{HNO}_3 \longrightarrow \text{Ag}_2\text{SO}_4 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O}a) Indica qué átomos se oxidan o se reducen y los cambios que experimentan sus estados de oxidación. (0,5 puntos)

b) Escribe la ecuación molecular ajustada por el método del ión-electrón. (1 punto)
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
a) Se oxida el S: de −2 (Ag2S\text{Ag}_2\text{S}) a +6 (Ag2SO4\text{Ag}_2\text{SO}_4). Se reduce el N: de +5 (HNO3\text{HNO}_3) a +2 (NO).

b) 3 Ag2S+8 HNO3→3 Ag2SO4+8 NO+4 H2O3\,\text{Ag}_2\text{S} + 8\,\text{HNO}_3 \rightarrow 3\,\text{Ag}_2\text{SO}_4 + 8\,\text{NO} + 4\,\text{H}_2\text{O}
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Estrategia

Se asignan números de oxidación a todos los átomos y se buscan los que cambian: aquí el azufre del sulfuro pasa a sulfato y el nitrógeno del ácido nítrico pasa a monóxido de nitrógeno. La plata, el hidrógeno y el oxígeno no cambian.

Para el ajuste se escriben las dos semirreacciones con las especies que realmente cambian (S2−\text{S}^{2-} y NO3−\text{NO}_3^-), se ajustan en medio ácido (O con H2O\text{H}_2\text{O}, H con H+\text{H}^+, carga con electrones), se igualan los electrones y se pasa a la ecuación molecular.
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Desarrollo

a) Números de oxidación.
  • Ag: +1 en Ag2S\text{Ag}_2\text{S} y en Ag2SO4\text{Ag}_2\text{SO}_4 (no cambia).
  • S: −2 en Ag2S\text{Ag}_2\text{S} y +6 en Ag2SO4\text{Ag}_2\text{SO}_4. El azufre se oxida: pasa de −2 a +6 (pierde 8 electrones).
  • N: +5 en HNO3\text{HNO}_3 y +2 en NO. El nitrógeno se reduce: pasa de +5 a +2 (gana 3 electrones).
  • H (+1) y O (−2) no cambian.
El reductor es el Ag2S\text{Ag}_2\text{S} y el oxidante, el HNO3\text{HNO}_3.

b) Semirreacción de oxidación (medio ácido):S2−+4 H2O→SO42−+8 H++8 e−\text{S}^{2-} + 4\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SO}_4^{2-} + 8\,\text{H}^+ + 8\,e^-Semirreacción de reducción:NO3−+4 H++3 e−→NO+2 H2O\text{NO}_3^- + 4\,\text{H}^+ + 3\,e^- \rightarrow \text{NO} + 2\,\text{H}_2\text{O}Igualar electrones. El mínimo común múltiplo de 8 y 3 es 24: la oxidación por 3 y la reducción por 8.3 S2−+12 H2O→3 SO42−+24 H++24 e−3\,\text{S}^{2-} + 12\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\,\text{SO}_4^{2-} + 24\,\text{H}^+ + 24\,e^-8 NO3−+32 H++24 e−→8 NO+16 H2O8\,\text{NO}_3^- + 32\,\text{H}^+ + 24\,e^- \rightarrow 8\,\text{NO} + 16\,\text{H}_2\text{O}Ecuación iónica (sumando y simplificando H+\text{H}^+ y H2O\text{H}_2\text{O} en los dos miembros):3 S2−+8 NO3−+8 H+→3 SO42−+8 NO+4 H2O3\,\text{S}^{2-} + 8\,\text{NO}_3^- + 8\,\text{H}^+ \rightarrow 3\,\text{SO}_4^{2-} + 8\,\text{NO} + 4\,\text{H}_2\text{O}Ecuación molecular. Los 8 NO3−\text{NO}_3^- con los 8 H+\text{H}^+ forman 8 HNO3\text{HNO}_3; los 3 S2−\text{S}^{2-} vienen de 3 Ag2S\text{Ag}_2\text{S} y los 3 SO42−\text{SO}_4^{2-} van con la plata a 3 Ag2SO4\text{Ag}_2\text{SO}_4:3 Ag2S+8 HNO3→3 Ag2SO4+8 NO+4 H2O3\,\text{Ag}_2\text{S} + 8\,\text{HNO}_3 \rightarrow 3\,\text{Ag}_2\text{SO}_4 + 8\,\text{NO} + 4\,\text{H}_2\text{O}Comprobación. Ag: 6 = 6; S: 3 = 3; N: 8 = 8; H: 8 = 8; O: 24 = 12 + 8 + 4 = 24.
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Consejo

Al terminar, comprueba átomo por átomo (y el oxígeno, el último): es la forma más rápida de pillar un error al simplificar el agua y los H+\text{H}^+. Y si el enunciado pide el método del ion-electrón, el ajuste por tanteo no puntúa aunque el resultado sea correcto: escribe las dos semirreacciones.
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