Ejercicio resuelto de Estequiometría · Química · 2024

7. Dada la siguiente reacción de oxidación-reducción: $\mathrm{NaI\ +\ H_2SO_4\ \longrightarrow\ H_2S\ +\ I_2\ +\ Na_2SO_4\ +\ H_2O}$

a) Nombre los compuestos NaI, $\mathrm{H_2SO_4}$, $\mathrm{H_2S}$ y $\mathrm{Na_2SO_4}$. (0,50 puntos)
b) Indique cuál es el agente oxidante y el reductor, y como varían sus números de oxidación. (0,50 puntos)
c) Ajuste la reacción mediante el método del ion–electrón. (1,00 puntos)

$\textbf{a) Nombre los compuestos NaI, H}_2\textbf{SO}_4\textbf{, H}_2\textbf{S y Na}_2\textbf{SO}_4\textbf{. (0{,}50 puntos)}$

$\mathrm{NaI}$ — yoduro de sodio.

$\mathrm{H_2SO_4}$ — ácido sulfúrico, también dihidrogeno(tetraoxidosulfato).

$\mathrm{H_2S}$ — sulfuro de hidrógeno o sulfano; en disolución acuosa, ácido sulfhídrico.

$\mathrm{Na_2SO_4}$ — sulfato de sodio.

$\textbf{b) Indique cuál es el agente oxidante y el reductor, y como varían sus números de oxidación. (0{,}50 puntos)}$

El azufre pasa de $+6$ en el $\mathrm{H_2SO_4}$ a $-2$ en el $\mathrm{H_2S}$: gana ocho electrones, se reduce, y el ácido sulfúrico es el $\textbf{agente oxidante}$.

El yodo pasa de $-1$ en el NaI a $0$ en el $\mathrm{I_2}$: pierde un electrón por átomo, se oxida, y el yoduro de sodio es el $\textbf{agente reductor}$.

Conviene notar que el ácido sulfúrico hace aquí un doble papel: parte de él se reduce a sulfuro de hidrógeno y parte queda intacta como sulfato, acompañando al sodio en la sal.

$\textbf{c) Ajuste la reacción mediante el método del ion-electrón. (1{,}00 puntos)}$

Semirreacción de reducción, en medio ácido:

$\mathrm{SO_4^{2-}} + 8\,\mathrm{H^+} + 8\,e^- \rightarrow \mathrm{S^{2-}} + 4\,\mathrm{H_2O}$

Semirreacción de oxidación:

$2\,\mathrm{I^-} \rightarrow \mathrm{I_2} + 2\,e^-$

Para igualar los electrones se multiplica la oxidación por 4 y se suman:

$\mathrm{SO_4^{2-}} + 8\,\mathrm{H^+} + 8\,\mathrm{I^-} \rightarrow \mathrm{S^{2-}} + 4\,\mathrm{I_2} + 4\,\mathrm{H_2O}$

Solo queda pasar a forma molecular. Los ocho yoduros vienen de 8 NaI, y esos ocho sodios necesitan cuatro sulfatos para formar el $\mathrm{Na_2SO_4}$ de los productos; sumando ese sulfato al que se reduce, hacen falta cinco moléculas de ácido sulfúrico:

$5\,\mathrm{H_2SO_4} + 8\,\mathrm{NaI} \rightarrow \mathrm{H_2S} + 4\,\mathrm{Na_2SO_4} + 4\,\mathrm{I_2} + 4\,\mathrm{H_2O}$

Comprobación: Na 8 = 8; I 8 = 8; S 5 = 1 + 4; H 10 = 2 + 8; O 20 = 16 + 4.