3. el hidrogeno siempre actúa con E.O= +1 excepto cuando se combina con los metales (hidruros) que actúa con E.O.= -1 Ejemplo: +1-1 = O Na H

Transcripción

1 A) MÉTODO REDOX Se basa en el cambio del estado de oxidación (E.O.) que experimentan algunos elementos dentro de una reacción química. Es decir consiste en determinar los elementos que se reducen y se oxidan. Reglas para hallar E.O. 1. La carga negativa se le atribuye el átomo mas electronegativo. 2. todo elemento que se encuentre en su estado libre o molecular, su E.O. es cero. Ejemplo: o o o o o H2, O2, Fe, Ca, P4 3. el hidrogeno siempre actúa con E.O= +1 excepto cuando se combina con los metales (hidruros) que actúa con E.O.= -1 Ejemplo: +1-1 = O Na H 4. el oxigeno siempre actúa con E.O. =-2 excepto con los PEROXIDOS que actúa en E.O. =-1 y cuando se combina con el Fluor actúa E.O. =+2 Ejemplo: * Peróxido: H 2 O H 2 O 2 2(+1)+2(-1)=0 * Fluor: F 2 O F2 O 2(-1)+1(+2)=0 5. los metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) (Grupo IA) siempre actúa E.O.= los metales alcalinos térreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra). Grupo IIA siempre actúa E.O.= La suma algebraica de los E.O. de los elementos de un compuesto neutro es igual a cero, y E.O. (COMPUESTO)=O E.O. (RADICAL) = n (neutro) (n: carga radical) Determine los E.O del no metal en los siguientes compuestos: a. HNO3 +1 x -2-1+x+3(-2)=0 x=+5 H N O 3 b. NaHB 4 O 7

2 c. Ca(HS 2 O 7 ) x (x)+7(-2)=0 x=+3 Na H B 4 O x (x)+7(-2)=0 x=+6 Ca(H S 2 O 7 ) 2 d. (NH 4 ) +1 N X + 1 H (X)+4(+1)=+1 X=-3 Pasos: 1. Asigne a todos los átomos su E.O. 2. ver quienes gana o pierden electrones, y determine cuantos electrones pierden o ganen. 3. si hay más de un átomo que pierde o gane electrones en una unidad formula. Determine la pérdida o ganancia total por unidad formula. 4. se multiplican por factores adecuados de tal manera que el numero de electrones ganados sea igual al numero de electrones perdidos. Introduciendo el coeficiente apropiado delante de la formula de cada uno en la parte izquierda de la ecuación. (Ver ejemplos). 5. Complete el balance de la ecuación por tanteos. Primero balancee los átomos que han ganado o perdido electrones, segundo los átomos diferentes al O y al H, tercero los átomos de H y finalmente los O. BALANCEAR EJEMPLO 1. Balancear HNO 3 +H 2 S NO+S+H 2 O Solución: Pasos: -2-2e - 0 1º º. HNO 3 + H 2 S NO + S + H 2 O 3º e - Reduce -2e -. 3

3 4º.. 2HNO 3 + 3H 2 S 2NO + 3S + H 2 O +3e - 2 # transferidos = 6-6e - 5º. 2HNO 3 + 3H 2 S 2NO + 3S + 4H 2 O +6e - H: 2(1)+3(2)=8 O: 2(3)=6 2. Balancear KMnO 4 +FeSO 4 +H 2 SO 4 K 2 SO 4 +MnSO 4 +Fe 2 (SO 4 ) 3 +H 2 O Indicar: (Coef. Oxidante) (Coef. Redactor) a) 2/3 b)1/5 c)3/2 d)5/1 e) 4/3 solución: (+4) (+6) = -2e -. 5 Oxidación KMnO 4 + 2FeSO 4 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 +MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O (+7) (+2) = + 5e -. 2 Reducción Reductor -10 e -

4 2KMnO FeSO 4 + H 2 SO 4 +10e - K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O Oxidante Por tanteo: 2KMnO FeSO 4 + 8H 2 SO 4 K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 8H 2 O Oxidante: KMnO4 coef. Oxidante = 2 = 1 Reductor: FeSO4 coef. Reductor 10 5 Rpta. b) * Regla practica para determinar el número de electrones ganados o perdidos Al estado de oxidación de los elementos de la sustancia reaccionante se le resta algebraicamente el estado de oxidación del mismo elemento de la sustancia resultante. Si la diferencia es positiva nos indicará que el número de electrones ganados y si es negativa el número de electrones perdidos. 3. Balancear KMnO 4 + KCl + H 2 SO 4 MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O + Cl 2 E identificar el coeficiente del reductor a)7 b)8 c) 9 d) 10 e) 11 solución: -2 (-2) (0) = -2e Oxidación KMnO 4 + 2KCl + H 2 SO 4 MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O + Cl 2 (+7) (+2) = +5e - 2 Reducción

5 2KMnO KCl + 8H 2 SO 4 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O + 5Cl 2 Reductor: KCl Coef. : 10 Rpta. d) 4. Balancear e indicar el coeficiente del oxidante : K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 + S + K 2 SO 4 + H 2 O a) 1 b)2 c) 3 d) 4 e) 5 solución: -2 (-2) (0) = -2e Oxidación K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + H 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3S + K 2 SO 4 + H 2 O + 12 (+12) (+6) = +6e Reducción Oxidante: K 2 Cr 2 O 7 coef.= 1 Rpta. a) 5. Balancear e indicar la suma de coeficientes de la forma oxidada y la forma reducida: Cl 2 + KOH KClO 3 + KCl + H 2 O a) 3 b)4 c) 5 d) 6 e) 7 (0) (+5) = -5e- Forma oxidación Oxidada Cl 2 + 6KOH KClO 3 + 5KCl + 3H 2 O

6 Reducción (0) (-1) = +1e- Forma Reducida Por tanteo coef. = 1 +5 = 6 Rpta: d) 6. Indique la suma de los coeficientes de los productos H 2 O 2 + KMnO 4 MnO 2 + KOH + O 2 + H 2 O a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e)10 solución: (-2) (0) = -2e H 2 O 2 + 2KMnO 4 2MnO 2 + 2KOH + 3O 2 + 2H 2 O Rpta. d) (+7) (+4) = +3e - 2 Coef p. = = 9 7. Cuál es la cantidad de electrones transferidos en: HNO 2 + KMnO 4 + H 2 SO 4 HNO 3 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O a) 10 b)8 c)5 d)2 e)6 solución: (+3) (-5) = -2e HNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5HNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O (+7) (+2) = +5e - 2 # e - transferidos = 10

7 Rpta. a) 8. señale la suma de coeficientes de los productos: Crl 3 + Cl 2 + KOH KlO 4 + K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O a) 46 b)39 c)65 d)87 e)94 (+3) (+6) = -3e - -3 (-3) (+21) = -24e Cr I 3 + Cl 2 + KOH 3KIO 4 + K 2 CrO 4 + 2KCl + H 2 O 0 (0) (-2) = +2e e - 2 Cr I 3 + Cl 2 + KOH 3KIO 4 + K 2 CrO 4 + 2KCl + H 2 O +2e- 27 2CrI Cl KOH 6KIO 4 + 2K 2 CrO KCI + 32H 2 0 Rpta. e) coefi p. = = Balancear As 2 S 3 + Mn(NO 3 ) 2 + K 2 CO 3 K 3 AsO 4 + K 2 SO 4 + K 2 MnO 4 + NO + CO 2 Hallar: Q = ( COEF. -2 ) 1/2 a)7 b)8 c)9 d)10 e)11 solución

8 -4e e As 2 S 3 + Mn(NO 3 ) 2 + K 2 CO 3 2K 3 AsO4 + 3K 2 SO 4 + K 2 MnO 4 +2NO+CO 2-4e e e - 1 As 2 S 3 + Mn(NO 3 ) 2 + K 2 CO 3 2K 3 AsO 4 + 3K 2 SO 4 + K 2 MnO 4 +2NO+CO 2 +2e - 14 #e s tranferidos = 28 As 2 S 3 +14Mn(NO 3 ) 2 +20K 2 CO 3 2K 3 AsO 4 +3K 2 SO 4 +14K 2 MnO 4 +28NO+20CO 2 Coefi, = = 102 Q = (102-2) ½ = 10 D) METODO ION ELECTRON Es aplicable a la reacción REDOX donde el agente Oxidante y Reductor se encuentran en soluciones y la reacción se produce según el medio en que se encuentra ya sea: ácido, básico o neutro.

9 Pasos a) Se realizan los mismos pasos que el anterior (redox) hasta el paso 4 b) Se igualan las cargas en ambos lados de la ecuación Medio ácido : se añaden iones H + Medio alcalino : se añaden iones (OH) - Medio Neutro : se añaden iones H + o (OH) - a formar H 2 O c) Se iguala a H agregando H 2 O Si al llegar a este punto, las demás operaciones han sido efectuadas correctamente al ajustar los átomos de H ajustando también los átomos de O y quedará igualada la ecuación final BALANCEAR PROBLEMAS 1. Balancear la ecuación en medio ácido: Fe +2 + MnO 4 Fe 3+ + Mn 2+ Solución -1e -. 5 a +3 Fe +2 + MnO 4 Fe + Mn 2+ +5e Fe +2 + MnO 4 5Fe 3+ + Mn 2+ b Carga neta del Primer Miembro (+10Fe, -1 MnO 4 ) = +9 Carga neta del segundo miembro (+15 Fe, +2 Mn) = +17 Sumando 8H + al primer miembro se igualan las cargas de ambas miembros 5Fe +2 + MnO 4 + 8H + 5Fe 3+ + Mn 2+ c.-.5fe 2+ + MnO 4 + H + 5Fe 3+ + Mn H 2 O 2. Balancear en medio acido H 2 SO 4 + MnO 4 SO = 4 + Mn +2

10 Hallar la coeficientes de los productos. a) 7 b) 14 c) 12 d) 23 e) 36 Solucion -2e H 2 SO 3 + 2MnO 4 5 SO = 4 + 2Mn 2+ +5e- 2 5H 2 SO 3 + 2MnO 4 5 SO = 4 + 2Mn H H 2 SO 3 + 2MnO 4 5 SO = 4 + 2Mn H + +3H 2 O Rpta.b) Coeficientes p = = balancear en medio acido : Cr 2 O NO 2 Cr +3 + NO 3 Cual es el coeficiente del H 2 O? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Solucion

11 -2e Cr 2 O = 7 + 3NO 2 2Cr + 3 NO Cr 2 O = 7 + 3NO 2 + 8H + 2Cr NO 3 +4H 2 O Rspta.d) Coef. (H 2 O) = 4 4. Balancear en medio ácido e indicar al suma de coeficientes estequiometricos. SFe + NO - 3 NO + SO Fe 3+ a) 8 b) 7 c) 10 d) 5 e) 15 Solucion S Fe + NO - 3 NO + SO4= + Fe -1e- -8e- +3e-

12 -9e-. 1 S Fe + 3 NO NO + SO Fe e H + + SFe + 3 NO -3 3NO + SO4= + Fe H 2 O Rspta.e Coef. = = Balancear en medio básico : Solucion NO -2 + MnO - 4 MnO NO - 3-2e-. 1

13 NO MNO - 4 2MNO NO e-. 2 NO MNO - 4 2MnO NO - 3 Carga Neta primer miembro ( - 1 NO 2, - 2 MnO 4 ) = - 3 Carga Neta segundo miembro ( -4 M no4, - 1 NO 3 ) = - 5 Sumando 2 (OH) - en el primer miembro se igualan las cargas de ambos miembros. NO MnO OH - 2 MnO NO H 2 O 6. Balancear en medio basico: (ClO3) - + Cr +3 Cl -1 + ( CrO 4 ) -2 Cual es el coeficiente del H 2 O? a) 1 b) 3 c) 5 d) 7 e) 9 solucion -3e-. 2

14 (ClO 3 ) Cr +3 Cl ( Cr +6 O4) -2 +6e-. 1 (ClO 3 ) Cr 3+ Cl ( CrO4) (ClO3) Cr (OH) - Cl - +2CrO H 2 0 Rpsta: c) coef.h2o= 5 7. Balancear en medio básico Sn ( OH) ClO 3-1 Sn ( OH)6-2 + Cl - e indicar Coef.(H2O) Coef.oxidante a) 3 b) 1/3 c) ½ d ) o Solucion

15 -2e Sn ( OH) Cl O3-1 3 Sn ( OH) Cl - oxidante +6e Sn ( OH) ClO3-1 3 Sn ( OH) Cl se iguala H agregando H20 Coef.(H2O) 3 = Coef.oxidante 1 Rspta. a) 8. En una de las etapas de la extracción de cobalto a partir del mineral, se produce la siguiente reaccion en medio basico; CoCl 2 + OCl - Co(OH) 3 + Cl Balanceela y determine la suma de los coeficientes estequiométricos.: a) 6 b)8 c) 13 d)15 e)17 Solucion -1e-. 2

16 2Co Cl 2 + (OCl) - 2Co(OH) 3 + Cl - +2e-. 1 2Co Cl 2 + (OCl) - 2Co(OH) 3 + 5Cl Se ajusta el Cl. Se agrega 4(OH) - al 1º miembro, balanceado las cargas. 2Co Cl2 + (OCl) - + 4OH - 2Co(OH) 3 + 5Cl - El H; con H 2 O 2Co Cl 2 + (OCl) - + 4(OH) - +H 2 O 2Co(OH) Cl - Coef = 15 Rpta.d) 9.- Equilibrar la ecuación de la oxidación del cobre por el HNO 3. a Cu + b HNO 3 c Cu (NO 3 ) 2 + d NO 2 + e H 2 O Indique el coeficiente incorrecto: a) a= 1 b) b=4 c) c=1 d) d=1 e) e=2 Solucion oxidacion (0) -(+2) =2e-. 1

17 Cu + 2 HNO 3 Cu (NO 3 ) NO 2 + H 2 O reduccion Por tanteo se ajusta N (+5) - (+4) = 1e-.2 Cu + 4HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O a=1 b=4 c=1 d=2 e=2 Rpta d) Oxidante: HNO 3 Reductor: Cu Balancee por tanteo o inspección - KNO 3 KNO 2 +O 2 - Al+HCl AlCl 3 +H 2 - Fe 2 O 3 +CO Fe 3 O 4 +CO 2 - MgO+HBr MgBr 2 +H 2 O - K+H 2 O KOH+H 2 - Li 2 O 2 +H 2 O Li(OH)+O 2 - CaH 2 +H 2 O Ca(OH) 2 +H 2 - ZnCO 3 +HNO 3 Zn(NO 3 ) 2 +CO 2 +H 2 O - BaCl 2 +NaAsO 4 Ba 3 (AsO 4 ) 4 +H 2 - Al+NaOH+H 2 O NaAl(OH) 4 +H 2 - NH 4 NO 3 +Ca(OH) 2 Ca(NO 3 ) 2 + NH 3 +H 2 O - C 2 H 2 +O 2 CO 2 +H 2 O - Cu(NO 3 ) 2 CuO+NO 2 +O 2 - PbS+O 2 PbO+SO 2 - NaMnO 4 +H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +Mn 2 O7+H 2 O

18 - P 4 +O 2 +H 2 O H 3 PO 4 - C 4 H 10 +O 2 CO 2 +H 2 O - Th(NO 3 ) 4 +K 3 PO 4 Th 3 (PO 4 ) 4 +KNO 3 - CaNCN+H 2 O CaCO 3 +NH 3 - PBr 3 +H 2 O H 3 PO 3 +HBr - PbCO 3 +H + Pb ++ +CO 2 +H 2 O - As 2 S 5 +S 2- As 4 S 4 - Zn+OH - +H 2 O Zn(OH +H 2 2 ) 4 - Ba 3 (PO 4 ) 2 +H + H 3 PO 4 +Ba ++ - CdS+H + H 2 S+Cd 2+ - Fe 2 O 3 +H + Fe 3+ +H 2 O - CdS+As 3+ As 2 S 3 +Cd 2+ - Th 4+ +H 2 SO 3 +H 2 O SO 2 4 +Fe 2+ +H + - H 2 S+H 2 SO 3 S+H 2 O - BaS+H 2 O 2 BaSO 4 +H 2 O - CuS+SO 2 4 +H + Cu 2+ +S+SO 2 +H 2 O - Cl - +N O 3 +H + HClO+NO +H 2 O - Br - +MnO 2 +H + HBrO+Mn +2 +H 2 O - Ag+ClO +Cl - +H + AgCl+H 2 O S 2 O +Ce 3+ SO +Ce Balancée por REDOX - Bi(OH) 3 +K 2 Sn(OH) 4 Bi+K 2 Sn(OH) 6 - FeSO 4 +H 2 SO 4 +KMnO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 +K 2 SO 4 +MnSO 4 +H 2 O - H 2 S+KMnO 4 +HCl S+KCl+MnCl 2 +H 2 O - Sb+HNO 3 Sb 2 O 5 +NO+H 2 O - MnO 2 +PbO 2 +HNO 3 Pb(NO 3 ) 2 +HMnO 4 +H 2 O - HMnO 4 +AsH 3 +H 2 SO 4 H 5 AsO 4 +MnSO 4 +H 2 O - Bi+HNO 3 Bi(NO 3 ) 3 +NO+H 2 O - Ag+H + +N O 3 Ag + +NO+H 2 O - Sn +2 +H + +IO Sn 4+ +I - +H 2 O - CrO C 2 H 5 OH+H + Cr 3+ +HC 2 H 3 O 2 +H 2 O

19 - As+H 2 O+NO 3 AsO +NO+H + - Fe 2 (SO 4 ) 3 +Nal FeSO 4 +Na 2 SO4+I 2 - Ag 3 AsO 4 +Zn+H + AsH 3 +Ag+Zn 2+ +H 2 O Sb 2 S 3 +H + +NO 3 Sb SO 2 4 +NO+H 2 O - Cr 2 S 3 +Mn(NO 3 ) 2 +Na 2 CO 3 Na 2 CrO 4 +Na 2 MnO 4 +Na 2 SO 4 +CO 2 +NO - Pu O + 2 +Fe ++ +H + Pu 4+ +Fe 3+ +H 2 O - NO 2 +S 2 O H 2 O NO 3 +SO +H + - Mn+NO 3 + H + Mn ++ +NO+H 2 O - Co +++ +Cr H 2 O Cr 2 O +Co 2+ +H + - ZnS+NO 3 +H + Zn ++ +S+N H + 4 +H 2 O - Fe(OH) 2 +SO 2 3 +H 2 O FeS+Fe(OH) 3 +OH - - MnO 2 +Fe 2+ +H + Mn 2+ +Fe 3+ +H 2 O - U O Ag+H + U 4+ +Ag + +H 2 O - V O + 2 +Fe 2+ +H + VO 2+ +Fe 3+ +H 2 O - Ce 4+ +H 3 AsO 3 +H 2 O Ce 3+ + H 3 AsO 4 +H + - I 2 +Fe(CN) 4 6 Fe(CN) 3 6 +I - - C 2 H 6 O 2 +HIO 4 H 2 CO 3 +HIO 3 +H 2 O - U+NO 3 +H + U O + +NO+H 2 O - FeS 2 +Na 2 O 2 Fe 2 O 3 +Na 2 SO 4 +Na 2 O Balancee por varios métodos: según el medio - Zn+SbO AsH 3 +Ag+OH - AsO +H + Zn 2+ +SbH 3 +H 2 O 3 4 +H 2 O+Ag 2 - Cr 2 O +Fe +2 +H+ Cr 3+ +Fe 3+ +H 2 O Cr 2 O +I - + H + Cr 3+ +I 2 +H 2 O Cr 2 O +H 2 C 2 O 4 +H + Cr 3+ +CO 2 +H 2 O 7 - Cr(OH) 3 +Cl 2 +OH - CrO 2 4 +Cl - +H 2 O - KMnO 4 +H 2 SO 4 +HCl K 2 SO 4 +MnSO 4 +H 2 O+Cl 2 - KMnO 4 +H 2 SO 4 +PH 3 K 2 SO 4 +MnSO 4 +H 2 O+H 3 PO 4 - Br 2 +OH - Br - +BrO +H 2 O 3

20 - Br+NH 3 NH 4 Br+N 2 - AuCl 4 +AsH 3 +H 2 O H 3 AsO 3 +H - +Au+Cl - - Sb +3 +Zn+H + Zn ++ +SbH 3 - Fe+HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 +NO+H 2 O - KMnO 4 +H 2 C 2 O 4 +H 2 SO 4 K 2 SO 4 +MnSO 4 +CO 2 +H 2 O - KMnO 4 +MnSO 4 +KOH K 2 SO 4 +MnO 2 +H 2 O - [PtCl 6 ] 2- +Sn 2+ Sn 4+ +Cl - +[PtCl 4 ] 2- - TiCl 4 +Zn TiCl 3 +ZnCl 2 - Mn ++ +BiO 3- +H + Bi 3+ +H 2 O+MnO 4 - Re+NO 3 +H + HReO 4 +NO+H 2 O - Na 2 S+Ag+H 2 O+O 2 NaOH+Ag 2 S - SO 2 3 +H 2 O+I 2 SO 2 4 +H + +I - - VO 2+ +MnO 4 +H 2 O VO 3 4 +Mn -2 +H + - Sb+HNO 3 Sb 2 O 5 +NO 2 +H 2 O - MnO 2 +BiO 3 +H + HMnO 4 +Br 3- +H 2 O - NiS+H + +Cl - +NO 3 Ni +2 +S+NOCl+H 2 O - F 2 +H 2 O HF+O 3 - Ce +3 +CrO = 7 +H + Ce 4+ +Cr 3+ +H 2 O - AsO 3 3 +MnO 4 +H+ AsO 3 4 +Mn 2+ +H 2 O - Sb 2 S 2 +HNO 3 Sb 2 O 5 +NO 2 +S+H 2 O - As 2 S 3 +K 2 CO 3 +KNO 3 K 3 AsO 4 +K 2 SO 4 +NO+CO 2 - HBr+H + +MnO 4 Br 2 +H 2 O+Mn 2+ - FeS+H + +NO 3 Fe 3+ +S+NO+H 2 O - Am +3 +S 2 O 2 8 +H 2 O AmO SO 4 +H + - VO + +H + 2 +Cr 2 O VO 3 +Cr 3+ +H 2 O 7