Ejercicio 3A · Química PAU Murcia Ordinaria 2025

BLOQUE 3. REDOX. Elegir una cuestión, 3A o 3B:

Una de las mayores amenazas que se cierne sobre el Mar Menor es la eutrofización, proceso en el que un exceso de nutrientes produce un crecimiento desmesurado del fitoplancton (“sopa verde”), que impide que la luz solar llegue a las zonas más profundas, y que el resto de organismos fotosintéticos pueda seguir produciendo oxígeno (mueren las praderas de algas). Se genera así un desequilibrio entre los organismos consumidores de oxígeno, nutridos por el exceso de materia orgánica, y los que lo generan, causando episodios de hipoxia (muy bajos niveles de oxígeno) y la muerte masiva de la fauna del ecosistema.

3A Se considera que un ecosistema acuático está en peligro de hipoxia si la concentración de $\text{O}_2$ en el agua es inferior a $4\text{ mg}\cdot\text{L}^{-1}$. La determinación de este parámetro puede hacerse mediante el método de Winkler:

a)

El primer paso consiste en fijar in situ el $\text{O}_2$ de la muestra de agua mediante la siguiente reacción redox:$$\text{O}_2 + 2\ \text{MnSO}_4 + 4\ \text{NaOH} \longrightarrow 2\ \text{MnO}_2 + 2\ \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\ \text{H}_2\text{O}$$Indique cuál es la especie oxidante y la reductora, y cómo varían sus números de oxidación. (0,60 p)

b)

Una vez en el laboratorio, el $\text{MnO}_2$ se reduce en medio ácido con $\text{KI}$, que se oxida a $\text{I}_2$:$$\text{MnO}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{KI} \longrightarrow \text{I}_2 + \text{MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}$$Ajuste esta reacción mediante el método del ion-electrón, escribiendo ambas semirreacciones. (0,60 p)

c)

Finalmente, el $\text{I}_2$ se valora con una disolución de tiosulfato sódico, que se oxida a tetrationato:$$\text{I}_2 + 2\ \text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3 \longrightarrow 2\ \text{NaI} + \text{Na}_2\text{S}_4\text{O}_6$$Indique el número de oxidación del S en las oxosales involucradas en esta reacción. (0,30 p)

d)

De todo lo anterior se deduce que el método Winkler sigue la siguiente secuencia estequiométrica:$$1\text{ mol }\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{ moles }\text{MnO}_2 \longrightarrow 2\text{ moles }\text{I}_2 \longrightarrow \text{reaccionan con } 4\text{ moles de }\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$$Si para una muestra inicial de $100\text{ mL}$ de agua se consumieron en la valoración final $6{,}875\cdot 10^{-5}\text{ moles}$ de $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$, calcule cuál era la concentración de $\text{O}_2$ en la muestra, en $\text{mg}\cdot\text{L}^{-1}$, y si hay riesgo de hipoxia. $(M(\text{O}) = 16\text{ g/mol})$. (0,50 p)

mg·L⁻¹