QuímicaMedioProblema · 3 pts

Ajuste redox y estequiometría

Castilla-La Mancha · 2024 · Junio

Enunciado

En la siguiente reacción redox:

\text{KMnO}_4 + \text{KCl} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MnSO}_4 + \text{Cl}_2 + \text{KHSO}_4 + \text{H}_2\text{O}

a) (1 punto) Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción y señale claramente cuál es el oxidante y el reductor.

b) (1 punto) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular.

c) (1 punto) Calcule cuántos gramos de

\text{KCl}

hacen falta para reaccionar completamente con

5{,}5\ \text{g}

\text{KMnO}_4

.

Datos: Masas atómicas relativas:

\text{K} = 39

;

\text{Mn} = 55

;

\text{O} = 16

;

\text{Cl} = 35{,}5

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

a) Oxidante:

\text{MnO}_4^-

(se reduce a

\text{Mn}^{2+}

); reductor:

\text{Cl}^-

(se oxida a

\text{Cl}_2

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

\boxed{m(\text{KCl}) \approx 13{,}0\ \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

, y el cloro de

-1

(en el cloruro) a

0

. El que gana electrones se reduce y es el oxidante; el que los pierde se oxida y es el reductor.

Ajustamos cada semirreacción por el método del ion-electrón en medio ácido (hay

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

), igualamos los electrones y sumamos: así sale la ecuación iónica. Para la molecular, devolvemos a cada ion su compañero y ajustamos por tanteo lo que no cambia (potasio y sulfato). Con la ecuación molecular ajustada, la relación

2\ \text{KMnO}_4 : 10\ \text{KCl}

da los gramos del apartado c).

Desarrollo

a) Semirreacciones, oxidante y reductor.

Números de oxidación de los elementos que cambian:

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

Reducción (el Mn gana 5 electrones). Ajustamos el oxígeno con agua y el hidrógeno con

\text{H}^+

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

Oxidación (cada Cl pierde 1 electrón):

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

Oxidante: el ion permanganato, $\text{MnO}_4^-$ (el $\text{KMnO}_4$ ), que se reduce a $\text{Mn}^{2+}$ .
Reductor: el ion cloruro, $\text{Cl}^-$ (el $\text{KCl}$ ), que se oxida a $\text{Cl}_2$ .

b) Ecuaciones iónica y molecular.

Para igualar los electrones multiplicamos la reducción 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{Cl}^- \longrightarrow 5\,\text{Cl}_2 + 10\,e^-

Sumando, los electrones se cancelan y queda la ecuación iónica:

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

Ecuación molecular. Los coeficientes del

\text{KMnO}_4

, el

\text{KCl}

, el

\text{MnSO}_4

, el

\text{Cl}_2

y el agua salen directamente de la iónica: 2, 10, 2, 5 y 8. Lo que falta se ajusta por tanteo:

Potasio: entran $2 + 10 = 12$ átomos de K, así que se forman $12\ \text{KHSO}_4$ .
Azufre: a la derecha hay $2$ (en $\text{MnSO}_4$ ) $+ 12$ (en $\text{KHSO}_4$ ) $= 14$ , así que hacen falta $14\ \text{H}_2\text{SO}_4$ .

2\,\text{KMnO}_4 + 10\,\text{KCl} + 14\,\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 2\,\text{MnSO}_4 + 5\,\text{Cl}_2 + 12\,\text{KHSO}_4 + 8\,\text{H}_2\text{O}

Comprobación: hidrógeno,

28

a la izquierda y

12 + 16 = 28

a la derecha; oxígeno,

8 + 56 = 64

a la izquierda y

8 + 48 + 8 = 64

a la derecha. Cuadra.

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

c) Masa de $\text{KCl}$ .

Masas molares:

M(\text{KMnO}_4) = 39 + 55 + 4\cdot 16 = 158\ \text{g}\,\text{mol}^{-1} \qquad M(\text{KCl}) = 39 + 35{,}5 = 74{,}5\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}

Moles de permanganato:

n(\text{KMnO}_4) = \frac{5{,}5}{158} = 0{,}0348\ \text{mol}

Según la ecuación,

2\ \text{mol}

\text{KMnO}_4

reaccionan con

10\ \text{mol}

\text{KCl}

(relación

1:5

n(\text{KCl}) = 0{,}0348 \cdot \frac{10}{2} = 0{,}174\ \text{mol}

m(\text{KCl}) = 0{,}174 \cdot 74{,}5 = 12{,}97\ \text{g}

Consejo

En la ecuación molecular no se ajusta todo «a ojo» desde cero: los coeficientes de las especies que intervienen en el proceso redox vienen de la iónica, y solo los iones espectadores ( $\text{K}^+$ y el sulfato) se ajustan por tanteo. Comprueba siempre H y O al final.

El oxidante es la sustancia que se reduce (el $\text{KMnO}_4$ ), no el elemento ni el producto.

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 →