Problema 2 · Química PAU Castilla y León Ordinaria 2023

Tema: Reacciones redox: ajuste por ion-electrón y estequiometría · Del examen Ordinaria (2023)

Enunciado

El permanganato potásico, KMnO4\text{KMnO}_4, reacciona con el sulfito de sodio, Na2SO3\text{Na}_2\text{SO}_3, en medio ácido, H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4, produciendo sulfato de manganeso (II), MnSO4\text{MnSO}_4, sulfato de potasio, K2SO4\text{K}_2\text{SO}_4, y sulfato de sodio, Na2SO4\text{Na}_2\text{SO}_4.

a.

Ajuste la reacción iónica que se produce mediante el método del ion-electrón y escriba la ecuación molecular ajustada, justificando cuál es la especie reductora y oxidante.

b.

Calcule la masa de permanganato potásico necesaria para obtener 125 g de sulfato de manganeso (II) si el rendimiento de la operación es del 70 %.

Enunciado: Problema 2 · Química PAU Castilla y León Ordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Semirreacción de reducción iónica

Solución: MnO4−+8 H++5 e−→Mn2++4 H2O\text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ + 5\,\text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\,\text{H}_2\text{O}

a. Semirreacción de oxidación iónica

Solución: SO32−+H2O→SO42−+2 H++2 e−\text{SO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SO}_4^{2-} + 2\,\text{H}^+ + 2\,\text{e}^-

a. Ecuación iónica global ajustada

Solución: 2 MnO4−+5 SO32−+6 H+→2 Mn2++5 SO42−+3 H2O2\,\text{MnO}_4^- + 5\,\text{SO}_3^{2-} + 6\,\text{H}^+ \rightarrow 2\,\text{Mn}^{2+} + 5\,\text{SO}_4^{2-} + 3\,\text{H}_2\text{O}

a. Ecuación molecular ajustada

Solución: 2 KMnO4+5 Na2SO3+3 H2SO4→2 MnSO4+K2SO4+5 Na2SO4+3 H2O2\,\text{KMnO}_4 + 5\,\text{Na}_2\text{SO}_3 + 3\,\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\,\text{MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 5\,\text{Na}_2\text{SO}_4 + 3\,\text{H}_2\text{O}

a. Especie oxidante

Solución: KMnO4\text{KMnO}_4 / MnO4−\text{MnO}_4^-

a. Especie reductora

Solución: Na2SO3\text{Na}_2\text{SO}_3 / SO32−\text{SO}_3^{2-}

b. Masa de permanganato potásico necesaria

Solución: 186,8186{,}8 g

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