Ejercicio resuelto de Estequiometría · Química · 2023

7. Dada la siguiente reacción de oxidación-reducción (sin ajustar): $\mathrm{Cl_2\ +\ KOH\ \longrightarrow\ KCl\ +\ KClO\ +\ H_2O}$

a) Indique cuál es el agente oxidante y el reductor, y cómo varía su estado de oxidación. (0,60 p)
b) Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando los electrones intercambiados. (1,20 p)
c) Escriba la reacción global completamente ajustada. (0,20 p)

$\textbf{a) Indique cuál es el agente oxidante y el reductor, y cómo varía su estado de oxidación. (0{,}60 p)}$

La particularidad de esta reacción es que el cloro entra como sustancia simple, con número de oxidación $0$, y sale repartido en dos compuestos distintos:

En el KCl actúa con $-1$: ha ganado electrones, se ha reducido.

En el KClO actúa con $+1$: ha perdido electrones, se ha oxidado.

El $\mathrm{Cl_2}$ es, por tanto, a la vez el $\textbf{agente oxidante}$ y el $\textbf{agente reductor}$. Se trata de una reacción de dismutación o desproporción, en la que un mismo elemento se oxida y se reduce simultáneamente.

$\textbf{b) Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando los electrones intercambiados. (1{,}20 p)}$

Semirreacción de reducción:

$\mathrm{Cl_2} + 2\,e^- \rightarrow 2\,\mathrm{Cl^-}$

Semirreacción de oxidación, en medio básico. Los oxígenos se ajustan con hidroxilos y los hidrógenos con agua:

$\mathrm{Cl_2} + 4\,\mathrm{OH^-} \rightarrow 2\,\mathrm{ClO^-} + 2\,\mathrm{H_2O} + 2\,e^-$

En ambas se intercambian $\textbf{2 electrones}$, así que se suman sin multiplicar nada:

$2\,\mathrm{Cl_2} + 4\,\mathrm{OH^-} \rightarrow 2\,\mathrm{Cl^-} + 2\,\mathrm{ClO^-} + 2\,\mathrm{H_2O}$

Todos los coeficientes son pares, de modo que se puede dividir por dos:

$\mathrm{Cl_2} + 2\,\mathrm{OH^-} \rightarrow \mathrm{Cl^-} + \mathrm{ClO^-} + \mathrm{H_2O}$

$\textbf{c) Escriba la reacción global completamente ajustada. (0{,}20 p)}$

Devolviendo los iones potasio, que son espectadores:

$\mathrm{Cl_2} + 2\,\mathrm{KOH} \rightarrow \mathrm{KCl} + \mathrm{KClO} + \mathrm{H_2O}$

Comprobación: Cl 2 = 1 + 1; K 2 = 1 + 1; O 2 = 1 + 1; H 2 = 2. Esta es, de hecho, la reacción con la que se fabrica la lejía.