QuímicaMedioProblema · 2 pts

Ajuste redox y estequiometría

Andalucía · 2025 · Julio · Opción B
Enunciado
Al hacer reaccionar ácido clorhídrico (HCl\text{HCl}) con dicromato de potasio (K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) se forma tricloruro de cromo (CrCl3\text{CrCl}_3), dicloro (Cl2\text{Cl}_2), cloruro de potasio (KCl\text{KCl}) y agua (H2O\text{H}_2\text{O}).

a) Ajuste la reacción molecular por el método del ion-electrón.

b) ¿Qué volumen de HCl\text{HCl} del 37 %37\ \% de riqueza en masa y densidad 1,19 g mL−11{,}19\ \text{g}\,\text{mL}^{-1} se necesitará para que reaccionen 7 g7\ \text{g} de K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7?

Datos: Masas atómicas relativas: H=1\text{H} = 1; O=16\text{O} = 16; Cl=35,5\text{Cl} = 35{,}5; K=39\text{K} = 39; Cr=52\text{Cr} = 52.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  a) K2Cr2O7+14 HCl→2 CrCl3+3 Cl2+2 KCl+7 H2O  \boxed{\;\textbf{a) } \text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 14\,\text{HCl} \rightarrow 2\,\text{CrCl}_3 + 3\,\text{Cl}_2 + 2\,\text{KCl} + 7\,\text{H}_2\text{O}\;}  b) V(HCl comercial)=27,6 mL  \boxed{\;\textbf{b) } V(\text{HCl comercial}) = 27{,}6\ \text{mL}\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

El dicromato en medio ácido es el oxidante de la Selectividad: conviene tener su semirreacción memorizada,Cr2O72−+14 H++6e−⟶2 Cr3++7 H2O\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 14 H+\mathbf{14\,H^+}: son los que después se traducen en los 14 HCl\text{HCl} de la ecuación molecular, y ahí está la clave del apartado b).

En b), el camino es: masa de dicromato →\rightarrow moles →\rightarrow moles de HCl (relación 1 : 14) →\rightarrow masa de HCl puro →\rightarrow masa de disolución comercial (dividiendo por la riqueza) →\rightarrow volumen (dividiendo por la densidad).
2

Desarrollo

a) Ajuste por el método del ion-electrón.

Números de oxidación:Cr:+6 (en Cr2O72−)⟶+3 (en CrCl3)se reduce\text{Cr}: +6\ (\text{en Cr}_2\text{O}_7^{2-}) \longrightarrow +3\ (\text{en CrCl}_3) \qquad \textbf{se reduce}Cl:−1 (en HCl)⟶0 (en Cl2)se oxida\text{Cl}: -1\ (\text{en HCl}) \longrightarrow 0\ (\text{en Cl}_2) \qquad \textbf{se oxida}Semirreacciones en medio ácido:Reduccioˊn:Cr2O72−+14 H++6e−⟶2 Cr3++7 H2O\text{Reducción:}\quad \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6e^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}Oxidacioˊn:2 Cl−⟶Cl2+2e−(×3)\text{Oxidación:}\quad 2\,\text{Cl}^- \longrightarrow \text{Cl}_2 + 2e^- \qquad (\times 3)Igualando electrones (6 en cada una) y sumando:Cr2O72−+14 H++6 Cl−⟶2 Cr3++3 Cl2+7 H2O\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,\text{Cl}^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 3\,\text{Cl}_2 + 7\,\text{H}_2\text{O}Ecuación molecular: los 14 H+\text{H}^+ proceden de 14 HCl\text{HCl}; de sus 14 cloruros, 6 se oxidan a Cl2\text{Cl}_2, 6 acompañan a los dos Cr3+\text{Cr}^{3+} y 2 al potasio:  K2Cr2O7+14 HCl⟶2 CrCl3+3 Cl2+2 KCl+7 H2O  \boxed{\;\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 14\,\text{HCl} \longrightarrow 2\,\text{CrCl}_3 + 3\,\text{Cl}_2 + 2\,\text{KCl} + 7\,\text{H}_2\text{O}\;}Comprobación del cloro: a la izquierda 14; a la derecha 2⋅3+3⋅2+2=6+6+2=142\cdot 3 + 3\cdot 2 + 2 = 6 + 6 + 2 = 14. ✓

b) Volumen de HCl\text{HCl} comercial.

Masa molar del dicromato: M(K2Cr2O7)=2(39)+2(52)+7(16)=78+104+112=294 g mol−1M(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = 2(39) + 2(52) + 7(16) = 78 + 104 + 112 = 294\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}.nK2Cr2O7=7294=2,38⋅10−2 moln_{\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7} = \frac{7}{294} = 2{,}38\cdot 10^{-2}\ \text{mol}Por la ecuación ajustada, 14 mol de HCl por cada mol de dicromato:nHCl=14⋅2,38⋅10−2=0,333 moln_{\text{HCl}} = 14\cdot 2{,}38\cdot 10^{-2} = 0{,}333\ \text{mol}Masa de HCl\text{HCl} puro, con M(HCl)=36,5 g mol−1M(\text{HCl}) = 36{,}5\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}:mHCl=0,333⋅36,5=12,2 gm_{\text{HCl}} = 0{,}333\cdot 36{,}5 = 12{,}2\ \text{g}Como el reactivo comercial solo tiene un 37 %37\ \% de riqueza:mdisolucioˊn=12,20,37=32,9 gm_{\text{disolución}} = \frac{12{,}2}{0{,}37} = 32{,}9\ \text{g}Y con la densidad:V=32,91,19=27,6 mLV = \frac{32{,}9}{1{,}19} = \mathbf{27{,}6\ mL}
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

El paso más delicado es el salto de la ecuación iónica a la molecular. En la iónica solo hay 6 cloruros (los que se oxidan), pero en la molecular hacen falta 14 HCl, porque el HCl es también la fuente de los H+\text{H}^+. Si usas 6 en el apartado b), el volumen sale menos de la mitad.

Comprueba siempre el ajuste contando los cloros a los dos lados: es la comprobación que delata cualquier fallo en este problema.

Y la riqueza divide: si el ácido no es puro, hace falta más disolución. Una respuesta menor que 12,2 g de disolución sería imposible.
Paso 1 de 3
¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.
Sigue practicando
Ajuste redox y estequiometría
EL ALUMINIO: UN METAL MULTIUSOS El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre. Se…
Química · Andalucía · 2025 · Reserva 3Ajuste redox y estequiometría
Una forma de obtener Cl2\text{Cl}_2 gaseoso en el laboratorio es adicionar ácido clorhídrico sobre dióxido de manganeso…
Química · Andalucía · 2025 · Reserva 1Ajuste redox y estequiometría
Bloque C · C4. El estaño reacciona con ácido nítrico y se forma dióxido de estaño, monóxido de nitrógeno y…
Química · Andalucía · 2024 · Reserva 4Ajuste redox y estequiometría
Bloque C · C4. El clorato de potasio reacciona con hidróxido de cromo(III) en medio básico: KClO3+Cr(OH)3+KOH⟶KCl+K2CrO4\text{KClO}_3 + \text{Cr(OH)}_3 + \text{KOH} \longrightarrow \text{KCl} + \text{K}_2\text{CrO}_4…
Química · Andalucía · 2024 · Julio
Apuntes y todos los problemas de Reacciones redox y electroquímica →