QuímicaMedio2 pts

Ajuste redox y estequiometría

Castilla y León · 2026 · Julio

Enunciado

Dada la siguiente reacción:

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{FeSO}_4 \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2\text{O}

a) (0,8 puntos) Ajuste la reacción por el método ion-electrón.

b) (0,4 puntos) Razone qué especie es el agente oxidante y cuál es el reductor.

c) (0,8 puntos) ¿Cuántos gramos de sulfato de hierro (III) se obtienen a partir de 20 g de sulfato de hierro (II) si el rendimiento de la reacción es del 70 %?

Datos: masas atómicas: O = 16,00; S = 32,06; Fe = 55,85.

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Resultado

\boxed{\;\text{a)}\ \text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 7\,\text{H}_2\text{SO}_4 + 6\,\text{FeSO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\,\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 7\,\text{H}_2\text{O}\;}

b) Oxidante: $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ (Cr: +6 → +3). Reductor: $\text{FeSO}_4$ (Fe: +2 → +3).
c) $18{,}4\ \text{g}$ de $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$ (26,3 g teóricos).

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Se asignan números de oxidación para ver qué cambia: el cromo pasa de

+6

+3

(se reduce) y el hierro de

+2

+3

(se oxida). Se escriben las dos semirreacciones iónicas, se ajustan en medio ácido (con

\text{H}_2\text{O}

\text{H}^+

, porque hay

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

), se igualan los electrones y se pasa a la ecuación molecular añadiendo los iones espectadores. La ecuación ajustada da la relación entre

\text{FeSO}_4

\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3

para el apartado c), al que se aplica el rendimiento al final.

Desarrollo

a) Ajuste por el método ion-electrón

Números de oxidación de las especies que cambian:

Cromo: en el $\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}$ , $2x + 7(-2) = -2 \Rightarrow x = +6$ ; en el $\text{Cr}^{3+}$ , $+3$ . Gana electrones: se reduce.
Hierro: en el $\text{Fe}^{2+}$ ( $\text{FeSO}_4$ ), $+2$ ; en el $\text{Fe}^{3+}$ ( $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$ ), $+3$ . Pierde electrones: se oxida.

Semirreacción de reducción (medio ácido: se ajustan los O con

\text{H}_2\text{O}

, los H con

\text{H}^+

y la carga con electrones):

\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,e^- \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}

Semirreacción de oxidación:

\text{Fe}^{2+} \longrightarrow \text{Fe}^{3+} + e^-

Para igualar los electrones se multiplica la oxidación por 6 y se suman:

\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,\text{Fe}^{2+} \longrightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 6\,\text{Fe}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}

Comprobación de cargas:

-2 + 14 + 12 = +24

a la izquierda y

6 + 18 = +24

a la derecha.

Ecuación molecular: el dicromato viene del

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7

, los 6

\text{Fe}^{2+}

de 6

\text{FeSO}_4

y los 14

\text{H}^+

de 7

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

. Los 6

\text{Fe}^{3+}

forman 3

\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3

, los 2

\text{Cr}^{3+}

, un

\text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3

, y los 2

\text{K}^+

, un

\text{K}_2\text{SO}_4

\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + 7\,\text{H}_2\text{SO}_4 + 6\,\text{FeSO}_4 \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\,\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 7\,\text{H}_2\text{O}

Comprobación de los sulfatos:

7 + 6 = 13

a la izquierda y

1 + 3 + 9 = 13

a la derecha.

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

b) Oxidante y reductor

Agente oxidante: el $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ (el ion dicromato, $\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}$ ). Capta electrones (el Cr pasa de $+6$ a $+3$ ), se reduce y provoca la oxidación del hierro.
Agente reductor: el $\text{FeSO}_4$ (el ion $\text{Fe}^{2+}$ ). Cede electrones (pasa de $+2$ a $+3$ ), se oxida y provoca la reducción del cromo.

c) Masa de sulfato de hierro (III) con un rendimiento del 70 %

Masas molares:

M(\text{FeSO}_4) = 55{,}85 + 32{,}06 + 4\cdot 16{,}00 = 151{,}91\ \text{g/mol}

M(\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3) = 2\cdot 55{,}85 + 3\,(32{,}06 + 4\cdot 16{,}00) = 399{,}88\ \text{g/mol}

Moles de reactivo:

n(\text{FeSO}_4) = \frac{20\ \text{g}}{151{,}91\ \text{g/mol}} = 0{,}1317\ \text{mol}

Según la ecuación, 6 mol de

\text{FeSO}_4

dan 3 mol de

\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3

(relación 2:1):

n(\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3)_\text{teórico} = \frac{0{,}1317}{2} = 0{,}0658\ \text{mol} \;\Rightarrow\; m_\text{teórica} = 0{,}0658\cdot 399{,}88 = 26{,}3\ \text{g}

Con un rendimiento del 70 %:

m_\text{real} = 26{,}3\ \text{g}\cdot\frac{70}{100} = 18{,}4\ \text{g de Fe}_2(\text{SO}_4)_3

Consejo

El dicromato en medio ácido es un clásico: memoriza su semirreacción, $\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + 14\,\text{H}^+ + 6\,e^- \rightarrow 2\,\text{Cr}^{3+} + 7\,\text{H}_2\text{O}$ . Cada dicromato capta 6 electrones, así que oxida a 6 $\text{Fe}^{2+}$ .

En c), cuidado con la relación: cada $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$ lleva dos hierros, así que se obtiene la mitad de moles que de $\text{FeSO}_4$ . Y el rendimiento se aplica al final, multiplicando.

Paso 1 de 3

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