tema # 3 quimica iii bim (xi)

7/28/2019 Tema # 3 Quimica III Bim (Xi)

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Qumica XElaborado por Prof. Didier A. De Gracia T

IntroduccinLas reacciones de oxidacin reduccin son las que presentan transferencias de electrones y

por consiguiente cambio en el nmero de oxidacin.De manera simultnea, con dicho intercambio, tienen lugar una variacin en el nmero deoxidacin (Estado de oxidacin) de las especies qumicas que reaccionan. El manejo delnmero de oxidacin es imprescindible para el balanceo de las reacciones redox.

3.1. Definicin de oxidacin y reduccin

3.1.1. Oxidacin: La oxidacin tiene lugar cuando una especie qumica pierde electrones y enforma simultnea, aumenta su nmero de oxidacin.

Por ejemplo:El calcio metlico (con nmero de oxidacin cero), se puede convertir en el ion calcio (concarga de 2 +) por la prdida de dos electrones, segn el esquema simblico siguiente:

Ca0 + En Ca 2+ + 2 e-

En resumen:

3.1.2. Reduccin: La reduccin ocurre cuando una especie qumica gana electrones y al mismo

tiempo disminuye su nmero de oxidacin.Por ejemplo:El cloro atmico (con nmero de oxidacin cero), se puede convertir en el ion cloruro (concarga de 1 - ) por la ganancia de un electrn, segn el esquema simblico siguiente:

Cl0 + 1 e- Cl 1- + EnEn resumen:

1

Oxidacin

Aumento de su nmero de oxidacin

Prdida de electrones

Reduccin

Disminucin de su nmero de oxidacin

Ganancia de electrones

3 Reacciones

de OxidacinReduccin (Redox)


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Para ms facilidad se puede construir una escala numrica del nmero de oxidacin y seguir elcambio electrnico del proceso redox por el aumento o disminucin del nmero de oxidacin.

3.2. Definicin de agente oxidante y agente reductor

3.2.1. Agente oxidante:Es la especie qumica que en un proceso redox acepta electrones y, portanto, se reduce en dicho proceso.

En resumen:

3.2.2. Agente reductor: Es la especie qumica que en un proceso redox pierde electrones y, porlo tanto se oxida en dicho proceso.

En resumen:

2

74 5 6-2 -1 0 1 2 3-4 -3

El nmero de oxidacin aumenta

REDUCCIN

(Prdida de electrones)

(Ganancia de electrones)

OXIDACIN

El nmero de oxidacin disminuye

Agenteoxidante

Disminuye su nmero de oxidacin

Ganancia de electrones

Agentereductor

Aumenta su nmero de oxidacin

Pierde de electrones

El cuadro ilustra la oxidacin y reduce, cambios en el nmero de oxidacin y transferencia deelectrones.


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3.3. Nmero de oxidacin

El nmero de oxidacin puede definirse como la representacin numrica asignada a la carganegativa o positiva el cual est destinado por la cantidad de electrones que gana o pierde lasespecies qumicas ( tomos, molculas, iones) que forma la sustancia puras.

3.3.1. Reglas para asignar nmeros de nmeros de oxidacin

Puesto que el nmero de oxidacin representa el nmero de electrones que utiliza un tomopara formar un compuesto. Para asignar el nmero de oxidacin se siguen las siguientes reglas.

1. A los elementos no combinados se les asigna el nmero oxidacin de 0.Cu0 Fe0 H2

0 Cl20 P4

0

2. A los elementos del primer grupo (I A) de la tabla peridica cuando estn formandocompuestos, se les asigna el nmero de oxidacin de +1, para el hidrgeno cuando se une atomos menos electronegativos presenta el nmero de oxidacin de1.

3. Los elementos del segundo grupo (II A) de la tabla peridica cuando estn formandocompuestos, se les asigna el nmero de oxidacin +2.

Ca 2+S 2- Ba 2+Cl21- Sr 2+(N 5+O3

2-)24. Al oxgeno en sus compuestos, se le asigna el nmero de oxidacin de2, excepto en los

perxidos, cuyo nmero de oxidacin ser de1.H2

1+O 2- H21+S 6+O4

2- K1+O2- H1+

PerxidosH2 1+ O2 2- Na21+ O2 2- Li21+ O2 2-

5. Al formar compuestos binarios los elementos del grupo VI A (S, Se y Te) tienen un nmerode oxidacin de 2, excepto cuando estn combinados con oxgeno o con halgenos.Fe2

3+S32- Cu 2+Te2- Al23+Se32-

6. Cuando se tienen dos o ms elementos en un compuesto, al ms electronegativo se le asignael nmero de oxidacin negativo y a los menos electronegativos se le asigna el nmero deoxidacin positivo.K2

1+S 6+O42- C4+O22- N 2+O 2- H21+S6+O42-

7. La suma de las cargas de los nmeros de oxidacin en un compuesto neutro es igual a cero.

Observacin: Existen elementos que pueden tener varios nmeros de oxidacin (dependiendodel compuesto en el que se encuentren).

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Actividades de Aprendizaje # 3.1

I. Calcular el nmero de oxidacin del elemento que se indica en negrita en cada caso.

N en HNO3 ___________ Cr en K2Cr2O7 __________

Cr en Na2CrO4 __________

P en Na3PO4 ___________ Cl en HClO4 __________

Se en NaHSeO4 __________

O en Na2O2 ___________ N en NO2 _________

_

Mn en K2MnO4 _________

_S en BaS ___________ N en NH4NO3 _________

_As en Fe3(AsO4)2 _________

_B en AlBO3 ___________ S en Al2(SO4)3 _________

_Sb en H3SbO4 _________

_C en BaCO3 ___________ I en NaIO4 _________

_Mn en LiMnO4 _________

_

II. Complete los siguientes cuadros para cada reaccin.

1. Ag + HNO3 AgNO3 + NO2 + H2O

Sustancia oxidada ___________________ Sustancia reducida ___________________ Agente Oxidante ___________________ Agente Reductor ___________________

2. Sn + H2SO4 Sn(SO4)2 + SO2 + H2O


3.H2S + HNO3 NO + S + H2O


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4. K2CrO4 + HBr KBr + CrBr3 + Br2 + H2O

Sustancia oxidada ___________________

Sustancia reducida ___________________ Agente Oxidante ___________________ Agente Reductor ___________________

3.4. Balance de ecuaciones de xido reduccin

Las reacciones de xido reduccin comprenden la transferencia de electrones y pueden

ocurrir con sustancias puras o con especies de solucin.Para balancear una ecuacin de oxido reduccin generalmente se utilizan tres mtodos estosson:

El mtodo Electrn Valencia. El mtodo Ion Electrn. El mtodo Algebraico.

3.4.1. Mtodo Electrn ValenciaPara balancear las ecuaciones de xido reduccin por el mtodo de electrn valencia se

sugiere los siguientes pasos, ya que no resultan fciles para balancear por simple inspeccin otanteo.

Escribir correctamente la ecuacin. Asignar el nmero de oxidacin a cada elemento de los compuestos de la ecuacin. Identificar los elementos que cambian su nmero de oxidacin. Escribir las semirreaccin de oxidacin colocando la diferencia de electrones en lado de

los productos. Escribir las semirreaccin de reduccin colocando la diferencia de electrones en lado de

los reactivos.

Cada semirreaccin se escribe una debajo de la otra. Balancear el aumento y disminucin de electrones por medio de coeficientes que secolocan frente a las semirreacciones correspondientes.

Se suman las ecuaciones parciales y los coeficientes resultantes se escriben en laecuacin general.

Se termina de balancear la ecuacin por tanteo ensayo y error. Verificar que la cantidad de tomos de los reactivos es igual al de los productos.

Ejemplos:1. SnCl2 + K2Cr 2O7 + HCl SnCl4 + CrCl3 + KCl + H2O

Solucin:

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Se le asignan el nmero de oxidacin a cada uno de los elementos que aparecen en loscompuestos tal como sigue:

Sn2+

Cl21-

+ K21+

Cr 26+

O72-

+ H1+

Cl1-

Sn4+

Cl

4

1-

+ Cr3+

Cl31-

+ K1+

Cl1-

+ H21+

O2-

Se identifica los elementos que cambian su nmero de oxidacin y se escribe lasemirreaccin balanceada correspondiente:

3 Sn 2+ Sn 4+ + 2 e- [2 - (+ 4) = -2] oxidacin agente reductor: SnCl21 Cr2 6+ + 6 e- 2 Cr 3+ [12 (+6) = +6] reduccin agente oxidante: K2Cr 2O7

3 Sn2++ Cr 26++ 6e- 3 Sn4+ + 2 Cr3+ + 6e-

Se colocan los coeficientes resultantes en la suma de las dos semirreacciones y setermina de balancear por medio de ensayo o tanteo.

3 SnCl2 + K2Cr 2O7 + 14 HCl 3 SnCl4 + 2 CrCl3 + 2 KCl + 7 H2O

2. KNO2 + H2S + HCl NO + S + KCl + H2O

Solucin:


K1+N 3+O22- + H21+S 2- + H 1+Cl 1+ N 2+O 2- + S 0 + K1+Cl 1- + H2 1+O 2-


2 N 3+ + 1e- N 2+ [3 - (+ 2) = +1] reduccin agente oxidante: KNO2

1 S2-

S0

+ 2e- [-2 (0) = -2] oxidacin agente reductor: H2S

2 N3++ S2- + 2e- 2 N 2+ + S 0 + 2e-

Se colocan los coeficientes resultantes en la suma de las dos semireacciones y setermina de balancear por medio de ensayo o tanteo.

2 KNO2 + H2S + 2 HCl 2 NO + S + 2 KCl + 2 H2O

3. KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O (Caso del elemento tentativo)

Solucin:

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K1+Mn7+O42- + H1+Cl1- K1 +Cl 1- + Mn2+Cl21- + Cl20 + H2 1+O2-


2 Mn 7+ + 5e- Mn 2+ [7 - (+ 2) = +5] reduccin agente oxidante: KMnO45 2Cl1- Cl20 + 2e- [-2 (0) = -2] oxidacin agente reductor: HCl

2 Mn 7+ + 10e- + 10 Cl1- 2 Mn 2+ + 5 Cl20 + 10e-


2 KMnO4 + 10 HCl KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 + H2O

Los 8 tomos de oxgeno de 2 KMnO4 forman 8 H2O. Para 8 H2O se necesitan16 H que son proporcionado por 16 HCl. Dos molculas de KMnO4contienen2 K y en consecuencia se tendr 2 KCl. Por lo tanto las 10 molculas de HCl secambian por 16 molculas de HCl.

Por consiguiente la ecuacin balanceada es:

2 KMnO4 + 16 HCl 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8 H2O

4. CrI3 + KOH + Cl2 K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

Solucin:

Se le asignan el nmero de oxidacin a cada uno de los elementos que aparecen en los

compuestos tal como sigue:Cr3+I31- + K1+O2-H 1+ + Cl20 K21+Cr6+O4 2- + K1+I 7+O4 2- + K1+Cl1- + H21+O2-


2 Cr3+I31- Cr6+ + 3 I 7++ 27e- [0 - (+ 27) = -27] oxidacin agente reductor: CrI327 Cl2 0+ 2e- 2 Cl 1- [0 (-2) = +2] reduccin agente oxidante: Cl2

2 Cr3+I31- + 27 Cl2 0+ 54e- 2 Cr6+ + 6 I 7++ 54e- + 54 Cl 1-

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2 CrI3 + 64 KOH + 27 Cl2

2 K2CrO4

+ 6 KIO4 + 54 KCl + 32 H2O

Actividades de Aprendizaje # 3.2I. A continuacin se presentan una serie de ecuaciones de reacciones xido- reduccin paraque las balancees por el mtodo electrn valencia y adems determine lo siguiente:

Identifica la especie qumica que se oxida y escribe la semirreaccin de oxidacin. Identifica la especie qumica que se reduce y escribe la semirreaccin de reduccin. Identifica el agente oxidante y el agente reductor. Balancea cada semirreaccin. Escribe la reaccin redox completamente balanceada.

1. H2SO4 + NaBr + NaBrO4 Na2SO4 + Br2 + H2O2. HNO2 + HI I2 + NO +H2O3. KCl + H2SO4 H2S + Cl2 + K2SO4 + H2O4. Hg + HNO3 Hg(NO3)2 + NO +H2O5. CoTeO4 + H2O2 + H2TeO4 Co2(TeO4)3 +H2O6. KClO4 + KCl + HBr KBr + Cl2 + H2O7. LiMnO4 + HBr LiBr + MnBr2 + Br2 +H2O

8. HBr + MnO2

MnBr2 + Br2 + H2O9. Bi(OH)3 + K2SnO2 Bi + K2SnO3 + H2O10. Ca(ClO)2 + KI + HCl I2 + CaCl2 + KCl + H2O11. K2Cr2O7 + HI + HClO4 KClO4 + Cr(ClO4)3 + I2 + H2O12. H2SO4 + NaBr + NaBrO4 Na2SO4 + Br2 + H2O13. PbO2 + HMnO3 + HNO3 Pb(NO3)2 + HMnO4 + H2O14. HIO3 + Na2SO3 Na2SO4 + I2 + H2O15. K2Cr2O7 + SnCl2 CrCl3 + Cl2 + SnO216. Cr2O3 + Na2CO3 + KNO3 CO2 + Na2CrO4 + KNO217. NaIO3 + NaHSO3 Na2SO4 + NaHSO4 + I2 + H2O18. NaCl + MnO2 + H2SO4 NaHSO4 + MnSO4 + Cl2 + H2O

19. KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O20. AlCl3 + K2Cr2O7 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + Al2(SO4)3 +H2O

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21. MnO2 + PbO2 + HNO3 HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O22. FeCl2 + K2Cr2O7 + HCl FeCl3 + CrCl3 + KCl + H2O23. KMnO4 + NO + H2SO4 HNO3 +K2SO4 +MnSO4 + H2O

24. As2S5 + HNO3

H3AsO4 + H2SO4 + NO2 + H2O (**)25. CrBr3 + LiOH + I2 Li2CrO4 + LiBrO4 + LiI + H2O (**)26. P2S3 + HNO3 + H2O H2SO4 + H3PO4 + NO (**)27. Hg2Te + HNO3 Hg(NO3)2 + NO + Te + H2O (**)28. Pb(N3)2 + Cr(MnO4)2 Cr2O3 + MnO2 + Pb3O4 + NO (***)29. Cr2S3 + Mn(NO3)2 + Na2CO3 Na2CrO4 + Na2SO4 +Na2MnO4 + CO2 + NO (***)

3.4.2. Mtodo Ion electrnTambin podemos balancear las ecuaciones de xido reduccin utilizando el mtodo del ionelectrn(o semirreaccin). ste es un mtodo de balanceo de ecuaciones oxidacin- reduccinque separa los procesos en dos reacciones parciales que se representan semirreacciones: unadescribe la reaccin de oxidacin y la otra describe la reaccin de reduccin. Despus, las dosecuaciones parciales se suman para obtener una ecuacin balanceada.

3.4.2.1. Procedimiento para balancear ecuaciones redox en solucin cida

Donde hay una menor cantidad de oxgeno O se coloca una molcula de agua H2O en el ladocontrario que hace falta y 2 iones de H 1+ del lado contrario por cada molcula de agua.

Ejemplo:

1. BiO31- + SnO2

2- + H 1+ Bi 3+ + SnO32- + H2O

2 1 6 H 1+ + BiO31- + 2e- Bi 3+ + 3 H2O (6 1) - (3 0) = 22 1 H2O + SnO22- SnO32-+ 2 H1+ + 2e- (0 2) - (-2 + 2) = 2

6 H 1+ + BiO31- + 2e- + H2O + SnO22- Bi 3+ + 3 H2O + SnO32-+ 2 H1+ + 2e-

BiO31- + SnO2

2- + 4H 1+ Bi 3+ + SnO32- + 2H2O

3.4.2.2. Procedimiento para balancear ecuaciones redox en solucin bsica

En la solucin bsica se balancea el oxgeno O como si la solucin fuera cida. Luego aade

en ambos lado de la semirreaccin hidrxido OH

1-

dependiendo la cantidad de hidrgenoH1+ en la semirreaccin.

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El H 1+ y el OH 1- forman agua H2O, luego proceda a restar esas cantidades que estn enambos lados y verifique que la semirreaccin est balanceada.

Ejemplo:1. Cr2O3 + NO31- + OH 1- CrO42- + NO2 1- + H2O

10OH 1- + 5H2O + Cr2O3 2 CrO42- + 10 H 1+ + 10 OH 1-

10 OH 1- + 5H2O + Cr2O3 2 CrO42- + 10 H2O 10OH 1- + Cr2O3 2 CrO42- + 5 H2O (*)

2OH 1- + 2 H 1+ + NO3 1- NO21- + H2O + 2 OH 1-

2H2O + NO3 1- NO21- + H2O + 2 OH 1-

H2O + NO3 1- NO21- + 2 OH 1- (**)

2 1 10OH 1- + Cr2O3 2 CrO42- + 5 H2O + 6e- (-10 + 0) - (-4 0) = -66 3 H2O + NO3 1-+ 2e- NO21- + 2 OH 1- (0 1) - (-1 -2) = 2

10OH 1- + Cr2O3 + 3 H2O + 3 NO3 1-+ 6e- 2 CrO42- + 5 H2O + 6e- + 3 NO21- + 6 OH 1-

Cr2O3 + 3 NO31- + 4 OH 1- 2 CrO42- + 3 NO2 1- + 2H2O

3.4.2.3. Reglas de solubilidad en agua para las sustancias inorgnicas

1. Casi todos los nitratos (NO31- ) y acetatos (C2H3O21- ) son solubles.2. Todos los cloruros (Cl 1-) son solubles, excepto el AgCl, el Hg2Cl2 y el PbCl2, ( El PbCl2 essoluble en agua caliente).3. Todos los sulfatos (SO42-) son solubles, excepto el BaSO4, el SrSO4, el PbSO4 ( El CaSO4 yel Ag2SO4son ligeramente solubles).4. La mayor parte de las sales de metales alcalinos [grupo I A, Li, Na, K, etc.] y las sales deamonio (NH4 1+) son solubles.5. Todos los cidos comunes son solubles.6. Todos los xidos (O 2-) y los hidrxidos (OH 1-) son insolubles, excepto los formados por losmetales alcalinos y por ciertos metales alcalinotrreos [ grupo II A Ca, Sr, Ba, Ra].[El Ca(OH)2es slo moderadamente soluble]

7. Todos los sulfuros (S2-

) son insolubles, excepto los de los metales alcalinos, lo metalesalcalinotrreos y el sulfuro de anomio.8. Todos los fosfatos (PO43-) y los carbonatos (CO32-) son insolubles, excepto los formados

por los metales alcalinos y de sales de anomio.

Ejemplos:Balancee las siguientes ecuaciones de xido- reduccin utilizando el mtodo del ion electrn.Aplicando las reglas de solubilidad.

1. HNO3 + I2 NO2 + HIO3 +H2O (En solucin cida)

Solucin:Aplicando las reglas de solubilidad se tiene que:H 1+ + NO3 1- + I2 NO2 + H 1+ + IO3 1- + H2O

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La ecuacin inica neta es:NO3

1- + I2 NO2 + IO31-

Se balancea aplicando el medio cido.

10 2 H 1+ + NO3 1-+ 1e- NO2 + H2O (2 - 1) - (0 + 0) = 11 6H2O + I2 2 IO31- + 12 H 1++10 e- (0 + 0) (-2 +12) = -10

20 H 1+ + 10 NO3 1-+ 10 e-+ 6H2O + I2 10 NO2 + 10H2O + 2 IO31-+ 12 H 1+ + 10 e-

8 H 1+ + 10 NO3 1-+ I2 10 NO2 + 4H2O + 2 IO31-

La ecuacin balanceada es la siguiente:10 HNO3 + I2 10 NO2 + 2 HIO3 + 4 H2O

2. KOH + Cl2 KCl + KClO3 + H2O (En solucin bsica)

Solucin: Aplicando las reglas de solubilidad se tiene que:K1++ OH 1- + Cl2 K1+ + Cl 1- + K1++ ClO31-+ H2O

La ecuacin inica neta es: Cl2 Cl 1- + ClO31-

Se balancea aplicando el medio bsico.

Cl2 2 Cl1- (*)

12 OH1-

+ 6H2O + Cl2 2 ClO31-

+ 12 H1+

+ 12 OH1-

12 OH 1- + 6H2O + Cl2 2 ClO31- + 12 H2O12 OH 1-+ Cl2 2 ClO31- + 6 H2O (**)

As se tiene:

10 5 Cl2 + 2 e- 2 Cl 1- 0 (- 2) = +22 1 12 OH 1-+ Cl2 2 ClO31- + 6 H2O + 10 e- (-12 + 0)- (-2 + 0) = -10

5 Cl2 + 10 e- + 12 OH 1-+ Cl2 10 Cl 1- + 2 ClO31- + 6 H2O + 10 e-12 OH 1-+ 6 Cl2 10 Cl 1- + 2 ClO31- + 6 H2O

La ecuacin balanceada es la siguiente:12 KOH + 6Cl2 10 KCl + 2 KClO3 + 6 H2O

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Actividades de Aprendizaje # 3.3I. Balancee las siguientes ecuaciones xido- reduccin utilizando el mtodo del ion electrn enmedio cido.

1. AsO21- + MnO41- AsO31- + Mn 2+

2. Mn 2+ + BiO31- MnO41- + Bi 3+

3. Cu + NO21- + H 1+ NO + Cu 2+ + H2O4. HPO42- + BrO 1- HPO31- + BrO41-

5. AsO4 3- + I 1- + H 1+ AsO3 3- + I2 + H2O6. S2O32- S + SO42-

7. Cr2O72- + H2O2 Cr3+ + H2O8. SO32- + ClO31- Cl 1- + SO42-

9. P4 + HClO

H3PO4 + Cl1-

10. As2S3 + NO31- HAsO42- + SO42-+ NO11. P2Te3 + BrO31- HPO42- + Te + Br1-

II. Balancee las siguientes ecuaciones xido- reduccin utilizando el mtodo del ion electrnen medio bsico.

1. ClO2 + OH 1- ClO 1- + ClO31- + H2O2. I2 + AsO3 3- I 1- + AsO43-

3. Se + BrO31- H2SeO4 + Br1-

4. ClO2 + SbO21- ClO21- + Sb(OH) 61-

5. BrO 1- + Cr(OH)4 1- Br1- +CrO42-6. CrO42- + Fe(OH)2 Cr(OH)3 + Fe(OH)3

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7. Fe3O4 + MnO4 1- Fe2O3 + MnO28. H2PO31- + OCN 1- CN 1- + H2PO4 2-

9. As2S3 + NO31- HSO41- + As2O5 + NO2

10. Cr2S3 + NO31-

CrO42-

+ SO42-

+ H2O11. P2Te3 + BrO31- HPO42- + Te + Br1-

III. Balancee las siguientes ecuaciones de xido- reduccin utilizando el mtodo del ionelectrn. Aplicando correctamente cada una de las reglas de solubilidad.

1. KIO3 + H2SO4 + KI I2 + H2O + K2SO4 medio cido2. Na2SO3 + HIO3 Na2SO4 + I2 + H2O medio cido3. H3PO4 + Br2 P4 + HBrO2+ H2O medio cido4. KMnO4 + Na2SO3 + H2O MnO2 + Na2SO4 + KOH medio bsico5. H2SO4 + NaBr + NaBrO4 Na2SO4 + Br2 +H2O medio cido

6. H2O2 +As2O5 + NH4OH [NH4]3AsO4 + [NH4]2SO4 + H2O medio bsico7. H2SO4 + HBr SO2 + Br2 + H2O medio cido8. NaCl + MnO2 + H2SO4 NaHSO4 + MnSO4 + Cl2 + H2O medio cido9. Cr2(SO4)3 + H2O2 + NaOH Na2CrO4 + Na2SO4 + H2O medio bsico10. Sb2S5 + HNO3 H3SbO4 +H2SO4 + NO2 + H2O medio cido11. MnO + SnO2 + HNO2 HMnO4 + Sn(NO2)2 + H2O medio cido12. CrI3 + KOH + Cl2 K2CrO4 + KIO4 +KCl + H2O medio bsico13. NH3 + Na2CrO4 + H2O + NaCl NaNO3 + CrCl3 + NaOH medio bsico14. MnO2 + PbO2 + HNO3 HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O medio cido15. Cr2(SO4)3 + KI + KIO3 +H2O Cr(OH)3 + K2SO4 + I2 medio bsico3.4.3. Mtodo Algebraico

El avance de la ciencia nos conlleva a la modernizacin y sistematizacin. Hoy da con el usode la computadora todo se facilita y muchos procesos, mecanismos van quedando atrs, paradarle paso a procesos ms sencillos y menos complicados, en donde se nos facilita el estudio yla compresin de muchas cosas.El mtodo algebraico para el balance de ecuaciones no es reciente, pero s es el ltimo mtodoconocido que tenemos, en donde se balancean ecuaciones qumicas complicadas, aplicando ellgebra, de una manera sencilla.Para el balance, utilizando este mtodo es necesario seguir los siguientes pasos que se sealan acontinuacin:

Coloque debajo de cada compuesto de la reaccin letras de orden alfabtico. Para cada elemento escriba una ecuacin que represente el total de tomos en la

ecuacin qumica, utilizando letras para representar el nmero de tomos en cada ladode la ecuacin qumica.

Escoja una de las letras y asgnele un valor arbitrario de 1. A partir de esto, encuentre elvalor de las otras letras.

Observaciones: Revise las ecuaciones resultantes para que elijas la variable que te permita

despejar el resto de las ecuaciones aginndole el mnimo valor. Algunas veces nos encontramos sistemas de ecuaciones de dos incgnitas

resulvalos por el mtodo de reduccin.

Ejemplos:1. NH3 + O2 NO + H2O

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Asigno una letra (orden alfabtico) diferente a cada uno de los compuestos que apareceen al ecuacin qumica para representar el nmero de tomos en cada uno de losreactivos y productos.

NH3 + O2

NO + H2O a + b = c + d

Para cada uno de los elementos de la ecuacin, se escribe una ecuacin que simbolizael total de tomos utilizando las letras para representar el nmero de tomos de esteelemento.

N: a = cH: 3 a = 2 dO: 2b = c + d Se le asigna el valor de 1 a una variable en este caso tomemos a = 1 as se tiene:

Como a = 1 entonces a = c a = 1 x 4 = 4

1 = c b = 5/4 x 4 = 5Adems: 3a = 2d c = 1 x 4 = 4

3(1) = 2d d = 3/2 x 4 = 63/2 = d

Por lo tanto: 2b = c + d2b = 1 + 3/22b = 5/2b = 5/4

La ecuacin balanceada es: 4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O

2. HNO2 + KI + HCl I2 + N2 + KCl + H2O

Asigno una letra (orden alfabtico) diferente a cada uno de los compuestos que apareceen al ecuacin qumica para representar el nmero de tomos en cada uno de losreactivos y productos.

HNO2 + KI + HCl I2 + N2 + KCl + H2O a + b + c = d + e + f + g Para cada uno de los elementos de la ecuacin, se escribe una ecuacin que simboliza

el total de tomos utilizando las letras para representar el nmero de tomos de este

elemento.H: a + c = 2gN: a = 2eO: 2a = gK:b = fI:b = 2d

Cl: c= f

Se le asigna el valor de 1 a una variable en este caso tomemos a = 1 as se tiene:

14

Puesto que a = 1 tenemos: 2 a = g

2(1) = g2 = g

Como a = 1 entonces 2 e = a

2 e = 1e = 1/2


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La ecuacin balanceada es:2 HNO2 + 6 KI + 6 HCl 3 I2 + N2 + 6 KCl + 4 H2O

Actividades de Aprendizaje # 3.4

I. Balancee las siguientes reacciones redox por el mtodo algebraico.

1. MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2O2. K2Cr2O7 + SnCl2 + HCl CrCl3 + SnCl4 +KCl + H2O3. Sn + H2SO4 Sn(NO3)2 + H2SO3 + H2O4. KClO3 + Na2SnO2 KCl + Na2SnO35. HNO2 + KMnO4 +H2SO4 MnSO4 + HNO3 + K2SO4 + H2O6. Cr2O3 +Na2CO3 + KNO3 CO2 + Na2CrO4 + KNO27. Na2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + Na2SO4 + MnSO4 + CO2 +H2O8. Bi(OH)3 + K2SnO2 Bi + K2SnO3 + H2O9. K2Cr2O7 + HI + HClO4 KClO4 + Cr(ClO4)3 + I2 + H2O10. Ca(ClO)2 + KI + HCl I2 + CaCl2 + KCl + H2O11. H2SO4 + NaBr + NaBrO4 Na2SO4 + Br2 + H2O12. CaCl2 + Na2Cr2O7 + H3AsO4 Cr3(AsO4)2 + Ca3(AsO4)2+ Na3AsO4 + Cl2 + H2O13. NH3 + Na2CrO4 + H2O + NaCl NaNO3 + CrCl3 + NaOH14. K3Fe(CN)6 + Cr2O3 + KOH K4Fe(CN)6 + K2CrO4 + H2O

15. K4Fe(CN)6 + KMnO4 + H2SO4

K3Fe(CN)6 + MnSO4 + K2SO4 + H2O16. KCN + PbO2 + HCl CO2 + NO + PbCl2 + KCl + H2O

15

Tenemos que c = f y b = f perocomo b = 2d se tiene lo siguiente:3 = c = b = f y b = 2d

3 = 2d3/2 = d

Por otro lado a + c = 2g pero como 2 a = g sustituyendo se

tiene:a + c = 2 (2 a)a + c = 4 a

c = 3 aAs se tiene que c = 3(1) = 3

a = 1 x 2 = 2b = 3 x 2 = 6c = 3 x 2 = 6d = 3/2 x 2 = 3e = 1/2 x 2 = 1f = 3 x 2 = 6g = 2 x 2 = 4


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17. Fe(SCN)3 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 +CO2 +HNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O18. Fe(SCN)2 + K2Cr2O7 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 +CO2 +HNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O19. K4Fe(CN)6 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + CO2 + HNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

20. K4Fe(CN)6 + K2Cr2O7 + H2SO4

Fe2(SO4)3 +CO2 + HNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O21. Cr2S3 + Mn(NO3)2 + Na2CO3 Na2CrO4 + Na2SO4 +Na2MnO4 + CO2 + NO20. En unas de las pruebas para determinar el contenido de alcohol en el aliento, el oficial de

polica utiliza una prueba qumica. La ecuacin es la siguiente:

C2H6O + K2Cr2O7 + H2SO4 C2H4O2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O (**)

La prueba se basa en el cambio de color rojo naranja del dicromato de potasio (K2Cr2O7) alsulfato de cromo (III) [Cr2(SO4)3].

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Alcoholetlico

cidoactico

tema # 3 quimica iii bim (xi)

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