Cómo resolver un problema de reacción redox

Este es un ejemplo trabajado problema de reacción redox que muestra cómo calcular el volumen y la concentración de reactivos y productos utilizando una ecuación redox equilibrada.

Conclusiones clave: problema de química de reacción redox

Una reacción redox es un tipo de reacción química en la que rojouction y bueyidation ocurrir. Porque electrones se transfieren entre especies químicas, se forman iones. Por lo tanto, para equilibrar una reacción redox se requiere no solo equilibrar la masa (número y tipo de átomos en cada lado de la ecuación) sino también cargar. En otras palabras, el número de cargas eléctricas positivas y negativas en ambos lados de la flecha de reacción es el mismo en una ecuación equilibrada.

Una vez que la ecuación está equilibrada, el relación molar puede usarse para determinar el volumen o la concentración de cualquier reactivo o producto siempre que se conozca el volumen y la concentración de cualquier especie.

Dada la siguiente ecuación redox equilibrada para la reacción entre MnO₄^- y Fe²⁺ en una solución ácida:

• MnO₄^-(aq) + 5 Fe²⁺(ac) + 8 H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(ac) + 4 H₂O

Calcule el volumen de 0.100 M KMnO₄ necesario para reaccionar con 25.0 cm³ 0.100 M Fe²⁺ y la concentración de Fe²⁺ en una solución si sabes que 20.0 cm³ de solución reacciona con 18.0 cm³ de 0.100 KMnO₄.

Como la ecuación redox está equilibrada, 1 mol de MnO₄^- reacciona con 5 mol de Fe²⁺. Usando esto, podemos obtener la cantidad de moles de Fe²⁺:

• moles Fe²⁺ = 0.100 mol / L x 0.0250 L
• moles Fe²⁺ = 2.50 x 10^-3 mol
• Usando este valor:
• moles MnO₄^- = 2.50 x 10^-3 mol Fe²⁺ x (1 mol MnO₄^-/ 5 mol de Fe²⁺)
• moles MnO₄^- = 5.00 x 10^-4 mol MnO₄^-
• volumen de 0.100 M KMnO₄ = (5.00 x 10^-4 mol) / (1.00 x 10^-1 prostituta)
• volumen de 0.100 M KMnO₄ = 5.00 x 10^-3 L = 5,00 cm³

Para obtener la concentración de Fe²⁺ En la segunda parte de esta pregunta, el problema funciona de la misma manera, excepto para resolver la concentración desconocida de iones de hierro

• moles MnO₄^- = 0.100 mol / L x 0.180 L
• moles MnO₄^- = 1.80 x 10^-3 mol
• moles Fe²⁺ = (1.80 x 10^-3 mol MnO₄^-) x (5 mol de Fe²⁺ / 1 mol MnO₄)
• moles Fe²⁺ = 9.00 x 10^-3 mol Fe²⁺
• concentración de Fe²⁺ = (9.00 x 10^-3 mol Fe²⁺) / (2.00 x 10^-2 L)
• concentración de Fe²⁺ = 0.450 M

Al resolver este tipo de problema, es importante verificar su trabajo:

• Verifique para asegurarse de que la ecuación iónica esté equilibrada. Asegúrese de que el número y tipo de átomos sea el mismo en ambos lados de la ecuación. Asegúrese de que la carga eléctrica neta sea la misma en ambos lados de la reacción.
• Tenga cuidado de trabajar con la relación molar entre reactivos y productos y no con las cantidades en gramos. Se le puede pedir que proporcione una respuesta final en gramos. Si es así, resuelva el problema usando moles y luego use la masa molecular de la especie para convertir entre unidades. La masa molecular es la suma de los pesos atómicos de los elementos en un compuesto. Multiplique los pesos atómicos de los átomos por cualquier subíndice que siga a su símbolo. ¡No multiplique por el coeficiente frente al compuesto en la ecuación porque ya lo ha tenido en cuenta en este punto!
• Tenga cuidado de reportar lunares, gramos, concentración, etc., usando el correcto número de cifras significativas.

• Schüring, J., Schulz, H. D., Fischer, W. R., Böttcher, J., Duijnisveld, W. H., eds (1999). Redox: fundamentos, procesos y aplicaciones. Springer-Verlag, Heidelberg ISBN 978-3-540-66528-1.
• Tratnyek, Paul G.; Grundl, Timothy J.; Haderlein, Stefan B., eds. (2011). Química Redox Acuática. Serie de simposios de la AEC. 1071. ISBN 9780841226524.