Ejercicios REDOX (PAU) - Soluciones

7 OXIDACIÓN-REDUCCIÓN - PAU Selectividad - SOLUCIONES
2008

1. La siguiente reacción transcurre en medio ácido: MnO4- + SO32- → MnO2 + SO42-
a) Razone qué especie se oxida y cuál se reduce.
b) Indique cuál es el oxidante y cuál el reductor, justificando la respuesta.
c) Ajuste la reacción iónica.


a) Razone qué especie se oxida y cuál se reduce.
El manganeso, en el ion permanganatoMnO4-, tiene estado de oxidación +7
El manganeso, en el dióxido de manganeso MnO2, tiene estado de oxidación +4
Por tanto se ha producido una reducción ya que ha ganado electrones. El ion permanganato se ha reducido.

El azufre, en el ion sulfito SO3 2- , tiene estado de oxidación +4
El azufre, en el ion sulfato SO4 2-, tiene estado de oxidación +6
Por tanto se ha producido una oxidación yaque ha perdido electrones. El ion sulfito se ha oxidado.

b) Indique cuál es el oxidante y cuál el reductor, justificando la respuesta.
El oxidante es el que se reduce (el ion permanganato MnO4- ) ya que es el que ha oxidado al ion sulfito SO3 2-.
El reductor es el que se oxida (el ion sulfito SO3 2-) ya que es el que ha reducido al ion permanganato.

c) Ajuste la reacción iónica.

Seescriben las semireacciones
Semireacción de Oxidación
SO3 2-  →  SO4 2-
Semireacción de Reducción
MnO4-  → MnO2  



Se ajustan los átomos (añadiendo H2O y H+)
Semireacción de Oxidación
SO3 2-  + H2O →  SO4 2- + 2 H+
Semireacción de Reducción
MnO4- + 4 H+ → MnO2 +  2 H2O



Se ajustan las cargas eléctricas (añadiendo electrones)
Semireacción de Oxidación
SO3 2-  + H2O →  SO4 2- + 2H+ + 2 e- 
Semireacción de Reducción
MnO4- + 4 H+ + 3 e-  → MnO2 +  2 H2O



Se iguala el número de electrones intercambiados (multiplicando por coeficientes)
Semireacción de Oxidación x 3
3 SO3 2-  + 3 H2O →  3 SO4 2- + 6 H+ + 6 e- 
Semireacción de Reducción x 2
2 MnO4- + 8 H+ + 6 e-  → 2 MnO2 +  4 H2O



Se suman las semireacciones 
Semireacción de Oxidación 
3 SO3 2-  + 3 H2O →  3SO4 2- + 6 H+ + 6 e- 
Semireacción de Reducción 
2 MnO4- + 8 H+ + 6 e-  → 2 MnO2 +  4 H2O
ECUACIÓN IÓNICA
3 SO3 2-  + 3 H2O + 2 MnO4- + 8 H+ + 6 e-→ 3 SO4 2- + 6 H+ + 2 MnO2 +  4 H2O  + 6 e-

Se simplifica todo lo posible
Semireacción de Oxidación 
3 SO3 2-  + 3 H2O →  3 SO4 2- + 6 H+ + 6 e- 
Semireacción de Reducción 
2 MnO4- + 8 H+ + 6 e-  → 2 MnO2 +  4 H2O
ECUACIÓN IÓNICA AJUSTADA
3SO3 2-  + 2 MnO4- + 2 H+ → 3 SO4 2- +  2 MnO2 +  H2O  

Se repasa por si queda algo por (re)ajustar o por si ha habido algún error en el proceso.





2. Una corriente de 6 amperios pasa a través de una disolución acuosa de ácido sulfúrico durante 2 horas. Calcule:
a) La masa de oxígeno liberado.
b) El volumen de hidrógeno que se obtendrá, medido a 27ºC y 740 mm de Hg.
Datos: R =0’082 atm·L·K-1·mol-1. F = 96500 C. Masa atómica: O = 16.

a) La masa de oxígeno liberado.
Se trata de la electrólisis del agua, que se realiza en disolución ácida para favorecer el proceso. La intensidad de corriente y el tiempo nos permiten determinar cuánta carga eléctrica ha circulado por la cuba electrolítica: Q = I · t  = 6 A · 7200 s = 6 C/s · 7200 s = 43200 C es la carga eléctrica que hacirculado durante las dos horas.
Para determinar la cantidad de sustancia electrones que han pasado durante este tiempo recurrimos al número de Faraday=96500 C/mol e-, que es la carga eléctrica que circula cuando han pasado 1 mol de electrones.
Por tanto, 43200 C · 1 mol e- / 96500 C = 0,45 mol e-

Escribimos la semireacción ajustada; en este caso, el oxígeno se desprende en el ánodo que esdonde se produce la oxidación:
2 O2- → O2 + 4 e- ; o bien en forma iónica 4 OH - → O2 + 2 H2O + 4 e- ; de esta forma sabemos que se obtendrá 1 mol de O2 por cada 4 mol de e- que circulen, por tanto

0,45 mol e- · 1 mol O2 / 4 mol e- = 0,113 mol O2 que expresado en gramos nos da una masa de 
0,113 mol O2 · 32 g O2 /1 mol O2 = 3,62 g O2 es la masa que se libera en el ánodo al hacer pasar una...