Ejercicio resuelto de Química · 2020

7. Dada la siguiente reacción de oxidación-reducción: ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3+\mathrm{H}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3⟶{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+{\mathrm{I}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

a) Explique cuál es el agente oxidante y cuál el agente reductor. (0,5 p)
b) Ajuste la reacción mediante el método del ion-electrón. (1,5 p)

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

El azufre pasa de $+4$ en el ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$ a $+6$ en el ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$: pierde dos electrones, se oxida, y el ácido sulfuroso es el $\mathbf{\text{agente}}\mathbf{\text{reductor}}$.

El yodo pasa de $+5$ en el $\mathrm{H}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3$ a $0$ en el ${\mathrm{I}}_2$: gana cinco electrones por átomo, se reduce, y el ácido yódico es el $\mathbf{\text{agente}}\mathbf{\text{oxidante}}$.

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

Semirreacción de oxidación, en medio ácido:

$\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3^{2-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to \mathrm{S}{\mathrm{O}}_4^{2-}+2{\mathrm{H}}^{+}+2e^{-}$

Semirreacción de reducción. Hay que ajustar los dos yodos a la vez, porque el producto es ${\mathrm{I}}_2$:

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

Para igualar los electrones se multiplica la oxidación por 5 y se suman, simplificando el agua y los protones que aparecen a los dos lados:

$5\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3^{2-}+2\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3^{-}+2{\mathrm{H}}^{+}\to 5\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4^{2-}+{\mathrm{I}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Devolviendo los protones que acompañan a cada anión —dos a cada sulfito y sulfato, y uno a cada yodato— se obtiene la ecuación molecular:

$5{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3+2\mathrm{H}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3\to 5{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4+{\mathrm{I}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Comprobación: S 5 = 5; I 2 = 2; H $10+2=12$ y $10+2=12$; O $15+6=21$ y $20+1=21$.