Pregunta 5 · Química PAU La Rioja Ordinaria 2025

Carl Wilhem Scheele fue un importante químico sueco que descubrió varios elementos químicos, entre los que destaca el cloro. Para ello, calentó una muestra de sal común con ácido sulfúrico y dióxido de manganeso, obteniendo la molécula de gas dicloro. Este compuesto es de fundamental importancia para multitud de procesos químicos, destacando su acción como oxidante, como desinfectante o como reactivo fundamental en la cloración de compuestos orgánicos. En la actualidad, el proceso se ha simplificado y se realiza mediante la reacción de ácido clorhídrico ($\text{HCl}$) en disolución acuosa, con dióxido de manganeso sólido ($\text{MnO}_2$) para dar lugar a cloruro de manganeso(II) ($\text{MnCl}_2$) en disolución, gas dicloro ($\text{Cl}_2$) y agua.

En un laboratorio, se pretende determinar la pureza de una muestra de dióxido de manganeso ($\text{MnO}_2$) sólido. Para ello, se hace reaccionar con ácido clorhídrico comercial ($38\,\%\text{(m/m)}$ y densidad = $1{,}18\text{ g/mL}$).

a)

Escribe las semirreacciones ajustadas de oxidación y reducción y señale cuál es el agente reductor y el agente oxidante, respectivamente. [0,5 puntos]

b)

Escriba la reacción molecular ajustada por el método ion-electrón. [0,5 puntos]

c)

Al finalizar la reacción, se obtienen $8{,}2\text{ L}$ de $\text{Cl}_2\text{ (g)}$ a $25\,^\circ\text{C}$ y $1\text{ atm}$ de presión. Calcule la masa de $\text{MnO}_2$ en la muestra inicial. [0,5 puntos]

d)

¿Qué volumen, en mL, de $\text{HCl}$ comercial se consume en la reacción? [0,5 puntos]

mL

Datos

$R = 0{,}082\text{ L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; Masas atómicas: $\text{H} = 1{,}0$; $\text{O} = 16{,}0$; $\text{Mn} = 55{,}0$; $\text{Cl} = 35{,}5\text{ g/mol}$.