Ejercicio resuelto de Estequiometría · Química · 2022

7. Dada la siguiente reacción redox: $\mathrm{KIO_3\ +\ KI\ +\ H_2SO_4\ \longrightarrow\ I_2\ +\ K_2SO_4\ +\ H_2O}$

I) Explique brevemente cuál es el agente oxidante y cuál el reductor. (0,5 p)
II) Ajuste la reacción mediante el método del ion−electrón. (1,5 p)

$\textbf{I) Explique brevemente cuál es el agente oxidante y cuál el reductor. (0{,}5 p)}$

La particularidad de esta reacción es que el yodo aparece en los reactivos con dos números de oxidación distintos y sale con uno solo.

En el $\mathrm{KIO_3}$ el yodo actúa con $+5$ y pasa a $0$ en el $\mathrm{I_2}$: gana electrones, se reduce, y el yodato de potasio es el $\textbf{agente oxidante}$.

En el KI actúa con $-1$ y pasa también a $0$: pierde un electrón por átomo, se oxida, y el yoduro de potasio es el $\textbf{agente reductor}$.

Es una reacción de comproporción: dos formas del mismo elemento, una más oxidada y otra más reducida, convergen en un estado intermedio.

$\textbf{II) Ajuste la reacción mediante el método del ion-electrón. (1{,}5 p)}$

Semirreacción de reducción, en medio ácido. Se ajusta primero el yodo, después los oxígenos con agua, los hidrógenos con protones y la carga con electrones:

$2\,\mathrm{IO_3^-} + 12\,\mathrm{H^+} + 10\,e^- \rightarrow \mathrm{I_2} + 6\,\mathrm{H_2O}$

Semirreacción de oxidación:

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

Para igualar los electrones se multiplica la oxidación por 5 y se suman:

$2\,\mathrm{IO_3^-} + 12\,\mathrm{H^+} + 10\,\mathrm{I^-} \rightarrow 6\,\mathrm{I_2} + 6\,\mathrm{H_2O}$

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

$\mathrm{IO_3^-} + 6\,\mathrm{H^+} + 5\,\mathrm{I^-} \rightarrow 3\,\mathrm{I_2} + 3\,\mathrm{H_2O}$

Devolviendo los iones espectadores —los potasio y los sulfato— se obtiene la ecuación molecular:

$\mathrm{KIO_3} + 5\,\mathrm{KI} + 3\,\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow 3\,\mathrm{I_2} + 3\,\mathrm{K_2SO_4} + 3\,\mathrm{H_2O}$

Comprobación: I $1 + 5 = 6 = 3 \cdot 2$; K $1 + 5 = 6$; S 3 = 3; H 6 = 6; O $3 + 12 = 15$ y $12 + 3 = 15$.