QuímicaMedioProblema · 2 pts

Ajuste redox y estequiometría

Andalucía · 2026 · Julio · Opción B
Enunciado
(2 puntos: 1 punto cada apartado)

En determinadas regiones se añade yoduro de potasio al agua potable con el fin de complementar la dieta de la población. Para cuantificar la concentración de yoduro presente se lleva a cabo una valoración utilizando permanganato de potasio en medio ácido, según la reacción:KMnO4+KI+H2SO4⟶MnSO4+I2+K2SO4+H2O\text{KMnO}_4 + \text{KI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{MnSO}_4 + \text{I}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}a) Ajuste la ecuación molecular por el método del ion-electrón.

b) Para proporcionar el medio ácido necesario en la reacción se emplean 10 mL10\ \text{mL} de ácido sulfúrico (H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4) comercial con una densidad de 1,84 g mL−11{,}84\ \text{g}\,\text{mL}^{-1} y una riqueza del 98 %98\ \% en masa. Calcule la masa de yodo molecular (I2\text{I}_2) que se genera, suponiendo que todo el ácido disponible se consume en la reacción.

Datos: Masas atómicas relativas: I=126,9\text{I} = 126{,}9; H=1\text{H} = 1; O=16\text{O} = 16; S=32\text{S} = 32.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  a) 2 KMnO4+10 KI+8 H2SO4→2 MnSO4+5 I2+6 K2SO4+8 H2O  \boxed{\;\textbf{a) } 2\,\text{KMnO}_4 + 10\,\text{KI} + 8\,\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\,\text{MnSO}_4 + 5\,\text{I}_2 + 6\,\text{K}_2\text{SO}_4 + 8\,\text{H}_2\text{O}\;}  b) m(I2)=29,2 g  \boxed{\;\textbf{b) } m(\text{I}_2) = 29{,}2\ \text{g}\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

El permanganato en medio ácido es uno de los oxidantes estrella de la Selectividad. Su semirreacción conviene saberla de memoria:MnO4−+8 H++5e−⟶Mn2++4 H2O\text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ + 5e^- \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\,\text{H}_2\text{O}El reductor es el yoduro, que pasa a yodo molecular. Igualamos electrones, sumamos y pasamos a la ecuación molecular: los H+\text{H}^+ salen del H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 (dos por molécula) y los sulfatos que sobran acompañan al potasio.

El apartado b) tiene un enfoque poco habitual: el dato no es el oxidante ni el reductor, sino el ácido. El camino es volumen de ácido comercial →\rightarrow masa de disolución (densidad) →\rightarrow masa de H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 puro (riqueza) →\rightarrow moles →\rightarrow moles de I2\text{I}_2 con la relación de la ecuación molecular ajustada.
2

Desarrollo

a) Ajuste por el método del ion-electrón.

Números de oxidación de las especies que cambian:Mn:+7 (en MnO4−)⟶+2 (en Mn2+)se reduce: MnO4− es el oxidante\text{Mn}: +7\ (\text{en MnO}_4^-) \longrightarrow +2\ (\text{en Mn}^{2+}) \qquad \textbf{se reduce: } \text{MnO}_4^- \text{ es el oxidante}I:−1 (en I−)⟶0 (en I2)se oxida: I− es el reductor\text{I}: -1\ (\text{en I}^-) \longrightarrow 0\ (\text{en I}_2) \qquad \textbf{se oxida: } \text{I}^- \text{ es el reductor}Semirreacciones en medio ácido (ajustando el O con H2O\text{H}_2\text{O}, el H con H+\text{H}^+ y la carga con electrones):Reduccioˊn:MnO4−+8 H++5e−⟶Mn2++4 H2O(×2)\text{Reducción:}\quad \text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ + 5e^- \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\,\text{H}_2\text{O} \qquad (\times 2)Oxidacioˊn:2 I−⟶I2+2e−(×5)\text{Oxidación:}\quad 2\,\text{I}^- \longrightarrow \text{I}_2 + 2e^- \qquad (\times 5)Multiplicando para intercambiar 10 electrones en cada una y sumando:2 MnO4−+16 H++10 I−⟶2 Mn2++5 I2+8 H2O2\,\text{MnO}_4^- + 16\,\text{H}^+ + 10\,\text{I}^- \longrightarrow 2\,\text{Mn}^{2+} + 5\,\text{I}_2 + 8\,\text{H}_2\text{O}Ecuación molecular. Los 2 MnO4−2\,\text{MnO}_4^- vienen de 2 KMnO42\,\text{KMnO}_4; los 10 I−10\,\text{I}^-, de 10 KI10\,\text{KI}; los 16 H+16\,\text{H}^+, de 8 H2SO48\,\text{H}_2\text{SO}_4. Los 2 Mn2+2\,\text{Mn}^{2+} forman 2 MnSO42\,\text{MnSO}_4, y los 2+10=122 + 10 = 12 potasios forman 6 K2SO46\,\text{K}_2\text{SO}_4:2 KMnO4+10 KI+8 H2SO4⟶2 MnSO4+5 I2+6 K2SO4+8 H2O2\,\text{KMnO}_4 + 10\,\text{KI} + 8\,\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 2\,\text{MnSO}_4 + 5\,\text{I}_2 + 6\,\text{K}_2\text{SO}_4 + 8\,\text{H}_2\text{O}Comprobación de los átomos que se colocan "a mano":
ElementoReactivosProductos
K2+10=122 + 10 = 126⋅2=126\cdot 2 = 12
S882+6=82 + 6 = 8
O2⋅4+8⋅4=402\cdot 4 + 8\cdot 4 = 402⋅4+6⋅4+8=402\cdot 4 + 6\cdot 4 + 8 = 40
H8⋅2=168\cdot 2 = 168⋅2=168\cdot 2 = 16
b) Masa de I2\text{I}_2 que se genera.

Masa de disolución de ácido comercial:mdisolucioˊn=V⋅d=10 mL⋅1,84 g mL−1=18,4 gm_{\text{disolución}} = V\cdot d = 10\ \text{mL}\cdot 1{,}84\ \text{g}\,\text{mL}^{-1} = 18{,}4\ \text{g}Masa de H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 puro (riqueza del 98 %98\ \%):mH2SO4=18,4⋅0,98=18,03 gm_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 18{,}4\cdot 0{,}98 = 18{,}03\ \text{g}Con M(H2SO4)=2(1)+32+4(16)=98 g mol−1M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2(1) + 32 + 4(16) = 98\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}:nH2SO4=18,0398=0,184 moln_{\text{H}_2\text{SO}_4} = \frac{18{,}03}{98} = 0{,}184\ \text{mol}Por la ecuación ajustada, 8 mol de H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 producen 5 mol de I2\text{I}_2:nI2=0,184 mol H2SO4⋅5 mol I28 mol H2SO4=0,115 moln_{\text{I}_2} = 0{,}184\ \text{mol H}_2\text{SO}_4 \cdot \frac{5\ \text{mol I}_2}{8\ \text{mol H}_2\text{SO}_4} = 0{,}115\ \text{mol}Con M(I2)=2⋅126,9=253,8 g mol−1M(\text{I}_2) = 2\cdot 126{,}9 = 253{,}8\ \text{g}\,\text{mol}^{-1}:mI2=0,115⋅253,8=29,2 gm_{\text{I}_2} = 0{,}115\cdot 253{,}8 = 29{,}2\ \text{g}
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

Los criterios exigen el método del ion-electrón: si ajustas por tanteo, aunque la ecuación salga bien, te quitan un 25 % en el apartado siguiente. Escribe las dos semirreacciones con sus electrones.

En b) el dato es el ácido, así que la relación que manda es H2SO4:I2=8:5\text{H}_2\text{SO}_4 : \text{I}_2 = 8 : 5. Si usas la de la ecuación iónica (16 H+:5 I216\,\text{H}^+ : 5\,\text{I}_2) sin pasar a moléculas de ácido, el resultado sale la mitad.

Y la riqueza multiplica aquí (de disolución a ácido puro): no la dividas.
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) El gas cloro se utiliza para la fabricación de la lejía (hipoclorito de sodio)…
Química · Andalucía · 2026 · Reserva 2Ajuste 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 · JunioAjuste 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 · JulioAjuste redox y estequiometría
El dicromato de potasio K2Cr2O7\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 reacciona con cloruro de hierro (II), FeCl2\text{FeCl}_2…
Química · Castilla-La Mancha · 2026 · Junio
Apuntes y todos los problemas de Reacciones redox y electroquímica →