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Guía de ejercicios de ecuaciones redox. TP02

Contenido: Reacciones de óxido reducción. Número de oxidación. Balance y equilibrio de ecuaciones.

Guía de ejercicios de ecuaciones redox.

Definición:

Son reacciones de óxido-reducción (Redox) aquellas en la que se produce la oxidación de un elemento y la reducción del otro; produciéndose una transferencia de electrones de un átomo a otro, que se deben a los cambios de valencia que se producen entre los átomos que reaccionan.

Oxidación: es el proceso por el cual un elemento cede (o pierde) electrones, produciéndose un aumento de valencia.

Reducción: es el proceso por el cual un elemento captura (o gana) electrones, produciéndose una disminución de valencia.

Oxidante: es la sustancia o el elemento que al actuar gana electrones, oxidándolo al otro y al mismo tiempo el oxidante se reduce.

Reductor: es la sustancia o el elemento que al actuar pierde electrones, reduciéndolo al otro y al mismo tiempo el reductor se oxida.

Reglas para resolver una Ecuación Redox

Pregunta n° 1) Los elementos libres actúan con valencia cero (0).

Pregunta n° 2) Los metales actúan con valencias positivas (+).

Pregunta n° 3) Los metaloides o no metales actúan con valencias negativas (-).

Pregunta n° 4) Los metaloides combinados con el oxígeno actúan con valencias positivas (+).

Pregunta n° 5) El hidrógeno actúa con valencia (+1).

Pregunta n° 6) El oxígeno actúa con valencia (-2), excepto en los peróxidos que actúa con valencia (-1).

Pregunta n° 7) La valencia de un elemento compuesto es siempre cero (0); y resulta de sumar la valencia de cada elemento multiplicada por la cantidad de átomos que aporta a la molécula.

Ejemplos:

a.

K2SO4

K: (+1)·2 = +2
S: (+6)·1 = +6
O: (-2)·4 = -8

S = 0

b.

Al2(CO3)3

Al: (+3)·2 = +6
C: (+x)·3 = +3·x
O: (-2)·9 = -18

S = +6 + 3·x -18 = 0
-12 + 3·x = 0
x = 12
x = 4

Por tanto, la valencia del Carbono C es (+4)

c.

K2Cr2O7

K: (+1)·2 = +2
Cr: (+x)·2 = +2·x
O: (-2)·7 = -14

S = +2 + 2·x -14 = 0
-12 + 2·x = 0
x = 12
x = 6

Por tanto, la valencia del Cromo Cr es (+6).

Problema n° 8) Las reacciones Redox se efectúan en presencia de agua (medio acuoso o en solución), puesto que de otra manera los reactivos no podrían separarse en sus iones.

Resuelve e iguala las siguientes ecuaciones por REDOX

  1. Ácido clorhídrico + Hierro → Cloruro ferroso + Hidrógeno
  2. Nitrato de plata + Hierro → Nitrato ferroso + Plata
  3. Sulfato cúprico + Aluminio → Sulfato de aluminio + Cobre
  4. Ácido nítrico + Potasio → Nitrato de potasio + Hidrógeno
  5. Sulfato cúprico + Hierro → Sulfato ferroso + Cobre
  6. Ácido sulfúrico + Calcio → Sulfato de calcio + Hidrógeno
  7. Nitrato plumboso + Zinc → Nitrato de zinc + Plomo
  8. Ácido bromhídrico + Zinc → Bromuro de zinc + Hidrógeno
  9. Cloruro cúprico + Aluminio → Cloruro de aluminio + Cobre
  10. Sulfato de magnesio + Sodio → Sulfato de sodio + Magnesio
  11. Ácido sulfúrico + Zinc → Sulfato de zinc + Hidrógeno
  12. Ácido nítrico + Cobre → Nitrato cúprico + Óxido nítrico + Agua
  13. Ácido sulfúrico + Permanganato de potasio → Sulfato de potasio + Sulfato de manganeso + Agua + Oxígeno naciente
  14. Ácido nítrico + Plata → Nitrato de plata + Bióxido de nitrógeno + Agua
  15. Nitrato de potasio + Monóxido de carbono → Anhídrido carbónico + Bióxido de nitrógeno + Óxido de potasio
  16. Ácido sulfúrico + Dicromato de potasio → Sulfato de potasio + Sulfato crómico + Agua + Oxígeno naciente
  17. Ácido clorhídrico + Bióxido de manganeso → Cloruro de manganeso + Agua + Cloro
  18. Ácido sulfúrico + Plata → Sulfato de plata + Anhídrido sulfuroso + Agua
  19. Ácido nítrico + Fósforo naciente + Agua → Ácido fosfórico + Óxido de nitrógeno
  20. Ácido nítrico + Ácido fluorhídrico → Óxido de nitrógeno + Flúor + Agua
  21. Ácido sulfúrico + Bióxido de manganeso → Sulfato manganoso + Agua + Oxígeno naciente
  22. Ácido clorhídrico + Permanganato de potasio → Cloruro de potasio + Cloruro manganoso + Agua + Cloro
  23. Ácido bromhídrico + Permanganato de potasio → Bromuro de potasio + Bromuro manganoso + Agua + Bromo
  24. Ácido clorhídrico + Dicromato de potasio → Cloruro de potasio + Cloruro crómico + Agua + Cloro
  25. Carbonato de magnesio + Sodio → Carbonato de sodio + Magnesio
  26. Ioduro cúprico + Bario → Ioduro de bario + Cobre
  27. Ácido iodhídrico + Dicromato de potasio → Ioduro de potasio + Ioduro crómico + Agua + Iodo
  28. Ácido bromhídrico + Bióxido de manganeso → Bromuro manganoso + Agua + Bromo
  29. Carbonato de zinc + Potasio → Carbonato de potasio + Zinc
  30. Ácido bromhídrico + Hierro → Bromuro ferroso + Hidrógeno
  31. Ácido nítrico + Potasio → Nitrato de potasio + Hidrógeno
  32. Ácido iodhídrico + Bióxido de manganeso → Ioduro manganoso + Agua + Iodo
  33. Ácido bromhídrico + Dicromato de potasio → Bromuro de potasio + Bromuro crómico + Agua + Bromo

I) Para la obtención de los halógenos como: Cl2- Br2 - I2

Ácido hidrácido

+ Oxidante

→ Sal de los metales + Agua + Halógeno del ácido

HCl
HBr
HI

MnO2
K2Cr2O7
KMnO4

1) Ácido clorhídrico + Bióxido de manganeso → Cloruro de manganeso + Agua + Cloro.

4·H+1Cl-1 + Mn+4O2-2 → Mn+2Cl2-1 + 2·H2+1O-2 + Cl2°

Mn+4

+ 2·e

Mn+2

 

reducción

2·Cl-1

Cl2°

 

+ 2·e

oxidación

Mn+4

+ 2·Cl-1

Mn+2

+ Cl2°

 

2) Ácido clorhídrico + Dicromato de potasio → Cloruro de potasio + Cloruro crómico + Agua + Cloro

14·H+1Cl-1 + K2+1Cr2+6O7-2 → 2·K+1Cl-1 + 2·Cr+3Cl3-1 + 7·H2+1O-2 + 3·Cl2°

Cr+6

 

+ 3·e

Cr+3

 

(*2) reducción

 

2·Cl-1

 

 

Cl2°

+ 2·e

(*3) oxidación

2·Cr+6

 

+ 6·e

2·Cr+3

   
 

6·Cl-1

 

3·Cl2°

+ 6·e

2·Cr+6

+ 6·Cl-1

2·Cr+3

+ 3·Cl2°

 

3) Ácido clorhídrico + Permanganato de potasio → Cloruro de potasio + Cloruro manganoso + Agua + Cloro

16·H+1Cl-1 + 2·K+1Mn+7O4-2 → 2·K+1Cl-1 + 2·Mn+2Cl2-1 + 8·H2+1O-2 + 5·Cl2°

Mn+7

 

+ 5·e

Mn+2

 

(*2) reducción

 

2·Cl-1

 

 

Cl2°

+ 2·e

(*5) oxidación

2·Mn+7

 

+ 10·e

2·Mn+2

   
 

10·Cl-1

 

5·Cl2°

+ 10·e

2·Mn+7

+ 10·Cl-1

2·Mn+2

+ 5·Cl2°

 

También, de la misma forma resolver las siguientes ecuaciones REDOX:

4) Ácido bromhídrico + Bióxido de manganeso → Bromuro manganoso + Agua + Bromo.

5) Ácido bromhídrico + Permanganato de potasio → Bromuro de potasio + Bromuro manganoso + Agua + Bromo

6) Ácido bromhídrico + Dicromato de potasio → Bromuro de potasio + Bromuro crómico + Agua + Cloro

7) Ácido iodhídrico + Permanganato de potasio → Ioduro de potasio + Ioduro manganoso + Agua + Iodo.

8) Ácido iodhídrico + Bióxido de manganeso → Ioduro manganoso + Agua + Iodo.

9) Ácido iodhídrico + Dicromato de potasio → Ioduro de potasio + Ioduro crómico + Agua + Iodo.

II) Para la obtención del Oxígeno (O2)

Ácido oxoácido

+ Oxidante

→ Sal de los metales + Agua + Oxígeno atómico

H2SO4

MnO2
K2Cr2O7
KMnO4

1) Ácido sulfúrico + Bióxido de manganeso → Sulfato manganoso + Agua + Oxígeno atómico.

H2+1S+6O4-2 + Mn+4O2-2 → Mn+2S+6O4-2 + H2+1O-2 + O°

Mn+4

 

+ 2·e

Mn+2

 

reducción

 

O-2

 

+ 2·e

oxidación

Mn+4

+ O-2

Mn+2

+ O°

   

2) Ácido sulfúrico + Permanganato de potasio → Sulfato de potasio + Sulfato de manganeso + Agua + Oxígeno atómico

3·H2+1S+6O4-2 + 2·K+1Mn+7O4-2 → K2+1S+6O4-2 + 2·Mn+2S+6O4-2 + 3·H2+1O-2 + 5·O°

Mn+7

 

+ 5·e

Mn+2

 

(*2) reducción

 

O-2

 

 

+ 2·e

(*5) oxidación

2·Mn+7

 

+ 10·e

2·Mn+2

 

5·O-2

 

5·O°

+ 10·e

 

2·Mn+7

+ 5·O-2

2·Mn+2

+ 5·O°

 

3) Ácido sulfúrico + Dicromato de potasio → Sulfato de potasio + Sulfato crómico + Agua + Oxígeno atómico

4·H2+1S+6O4-2 + K2+1Cr2+6O7-2 → K2+1S+6O4-2 + Cr2+3(S+6O4-2)3 + 4·H2+1O-2 + 3·O°

Cr+6

 

+ 3·e

Cr+3

 

(*2) reducción

 

O-2

 

 

+ 2·e

(*3) oxidación

2·Cr+6

 

+ 6·e

2·Cr+3

 

3·O-2

 

3·O°

+ 6·e

 

2·Cr+6

+ 3·O-2

2·Cr+3

+ 3·O°

 

III) Otros tipos de reacciones REDOX son:

A: Metal1 + Sal1 → Sal2 + Metal2

1) Hierro + Sulfato cúprico → Sulfato ferroso + Cobre.

Fe° + Cu+2S+6O4-2 → Fe+2S+6O4-2 + Cu°

Cu+2

 

+ 2·e

Cu°

   

reducción

 

Fe°

 

Fe+2

+ 2·e

oxidación

Cu+2

+ Fe°

Cu°

+ Fe+2

   

2) Aluminio + Cloruro cúprico → Cloruro de aluminio + Cobre.

2·Al° + 3·Cu+2Cl2-1 → 2·Al+3Cl3-1 + 3·Cu

Cu+2

 

+ 2·e

Cu°

 

(*3) reducción

 

Al°

 

 

Al+3

+ 3·e

(*2) oxidación

3·Cu+2

 

+ 6·e

3·Cu°

 

2·Al°

 

2·Al+3

+ 6·e

 

3·Cu+2

+ 2·Al°

3·Cu°

+ 2·Al+3

 

3) Nitrato plumboso + Zinc → Nitrato de zinc + Plomo.

4) Sulfato de magnesio + Sodio → Sulfato de sodio + Magnesio.

5) Nitrato de plata + Hierro → Nitrato ferroso + Plata.

6) Sulfato cúprico + Aluminio → Sulfato de aluminio + Cobre.

7) Carbonato de magnesio + Sodio → Carbonato de sodio + Magnesio.

8) Ioduro cúprico + Bario → Ioduro de Bario + Cobre.

9) Sulfato de magnesio + Litio → Sulfato de litio + Magnesio.

10) Carbonato de zinc + Potasio → Carbonato de potasio + Zinc.

B: Metal + Ácido → Sal + Hidrógeno molecular

1) Ácido sulfúrico + Zinc → Sulfato de zinc + Hidrógeno.

H2+1S+6O4-2 + Zn° → Zn+2S+6O4-2 + H2°

2·H+1

 

+ 2·e

H2°

 

reducción

 

Zn°

 

Zn+2

+ 2·e

oxidación

2·H+1

+ Zn°

H2°

+ Zn+2

 

2) Ácido nítrico + Potasio → Nitrato de potasio + Hidrógeno.

2·H+1N+5O3-2 + 2·K° → 2·K+1N+5O3-2 + H2°

2·H+1

 

+ 2·e

H2°

 

(*1) reducción

 

 

 

K+1

+ 1·e

(*2) oxidación

2·H+1

 

+ 2·e

H2°

 

2·K°

 

K+1

+ 2·e

 

2·H+1

+ 2·K°

H2°

+ 2·K+1

 

3) Ácido sulfúrico + Calcio → Sulfato de calcio + Hidrógeno.

4) Ácido bromhídrico + Zinc → Bromuro de zinc + Hidrógeno.

5) Ácido sulfúrico + Magnesio → Sulfato de magnesio + Hidrógeno.

6) Ácido bromhídrico + Hierro → Bromuro ferroso + Hidrógeno.

7) Ácido nítrico + Bario → Nitrato de bario + Hidrógeno.

8) Ácido fluorhídrico + Litio → Fluoruro de litio + Hidrógeno.

9) Ácido sulfúrico + Sodio → Sulfato de sodio + Hidrógeno.

10) Ácido clorhídrico + Aluminio → Cloruro de aluminio + Hidrógeno.

Signos utilizados en las fórmulas y cálculos:

  • Signo separador de miles: punto (.)
  • Signo separado decimal: coma (,)
  • Signo de multiplicación: punto medio (·) o ×
  • Signo de división: barra (/) o dos puntos (:)

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