Ejercicio resuelto de Química · 2022

7. Dada la siguiente reacción redox: $\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3+\mathrm{K}\mathrm{I}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4⟶{\mathrm{I}}_2+{\mathrm{K}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

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)

$\mathbf{\text{I)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{agente}}\mathbf{\text{oxidante}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{reductor.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{p)}}$

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 $\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3$ 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 $\mathbf{\text{agente}}\mathbf{\text{oxidante}}$.

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 $\mathbf{\text{agente}}\mathbf{\text{reductor}}$.

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

$\mathbf{\text{II)}}\mathbf{\text{Ajuste}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{mediante}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{todo}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ion-electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{(1,5}}\mathbf{\text{p)}}$

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:

$2\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3^{-}+12{\mathrm{H}}^{+}+10e^{-}\to {\mathrm{I}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Semirreacción de oxidación:

$2{\mathrm{I}}^{-}\to {\mathrm{I}}_2+2e^{-}$

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

$2\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3^{-}+12{\mathrm{H}}^{+}+10{\mathrm{I}}^{-}\to 6{\mathrm{I}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

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

$\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3^{-}+6{\mathrm{H}}^{+}+5{\mathrm{I}}^{-}\to 3{\mathrm{I}}_2+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

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

$\mathrm{K}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3+5\mathrm{K}\mathrm{I}+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4\to 3{\mathrm{I}}_2+3{\mathrm{K}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

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