Ejercicio resuelto de Números de oxidación · Química · 2022

Sea la reacción $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + \text{SnCl}_2 + \text{HCl} \rightarrow \text{CrCl}_3 + \text{SnCl}_4 + \text{KCl} + \text{H}_2\text{O}$.

a) Ajuste por el método del ion-electrón. [1,0 punto]

b) Indique cuál es la especie oxidante y cuál la reductora. [0,50 puntos]

c) Nombre las sales que aparecen en la ecuación redox. [0,50 puntos]

$\textbf{a) Ajuste por el método del ion-electrón. [1,0 punto]}$

Conviene empezar mirando los números de oxidación de los elementos que cambian:

El cromo pasa de $+6$ en el dicromato a $+3$ en el $\mathrm{CrCl_3}$: gana tres electrones por átomo, seis por cada ion dicromato, que lleva dos cromos.

El estaño pasa de $+2$ en el $\mathrm{SnCl_2}$ a $+4$ en el $\mathrm{SnCl_4}$: pierde dos electrones.

$\textbf{Semirreacción de reducción}$, en medio ácido. Se ajusta el cromo, después el oxígeno con moléculas de agua, luego el hidrógeno con protones y por último la carga con electrones:

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}} + 14\,\mathrm{H^+} + 6\,e^- \rightarrow 2\,\mathrm{Cr^{3+}} + 7\,\mathrm{H_2O}$

$\textbf{Semirreacción de oxidación}$:

$\mathrm{Sn^{2+}} \rightarrow \mathrm{Sn^{4+}} + 2\,e^-$

Para que los electrones se cancelen hay que multiplicar la oxidación por 3, de modo que ambas intercambien 6:

$3\,\mathrm{Sn^{2+}} \rightarrow 3\,\mathrm{Sn^{4+}} + 6\,e^-$

Sumando, la ecuación iónica global:

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}} + 3\,\mathrm{Sn^{2+}} + 14\,\mathrm{H^+} \rightarrow 2\,\mathrm{Cr^{3+}} + 3\,\mathrm{Sn^{4+}} + 7\,\mathrm{H_2O}$

Comprobación de la carga: $-2 + 6 + 14 = +18$ a la izquierda y $6 + 12 = +18$ a la derecha.

Para la forma molecular se devuelven los contraiones. Los 14 protones proceden del ácido clorhídrico, y sus cloruros se reparten entre el cromo(III), el estaño(IV) y el potasio:

$\mathrm{K_2Cr_2O_7} + 3\,\mathrm{SnCl_2} + 14\,\mathrm{HCl} \rightarrow 2\,\mathrm{CrCl_3} + 3\,\mathrm{SnCl_4} + 2\,\mathrm{KCl} + 7\,\mathrm{H_2O}$

Comprobación del cloro, que es la que suele fallar: a la izquierda, $3 \cdot 2 + 14 = 20$; a la derecha, $2 \cdot 3 + 3 \cdot 4 + 2 = 20$.

$\textbf{b) Indique cuál es la especie oxidante y cuál la reductora. [0,50 puntos]}$

El que se reduce es el oxidante, porque provoca la oxidación del otro llevándose sus electrones; y el que se oxida es el reductor.

$\textbf{Oxidante}$: el dicromato de potasio, $\mathrm{K_2Cr_2O_7}$, cuyo cromo pasa de $+6$ a $+3$.

$\textbf{Reductor}$: el dicloruro de estaño, $\mathrm{SnCl_2}$, cuyo estaño pasa de $+2$ a $+4$.

El ácido clorhídrico no cambia de número de oxidación: aporta el medio ácido que necesita la semirreacción del dicromato y los cloruros que acompañan a los cationes.

$\textbf{c) Nombre las sales que aparecen en la ecuación redox. [0,50 puntos]}$

Fórmula	Nombre $\mathrm{K_2Cr_2O_7}$	dicromato de potasio $\mathrm{SnCl_2}$	cloruro de estaño(II), dicloruro de estaño $\mathrm{CrCl_3}$	cloruro de cromo(III), tricloruro de cromo $\mathrm{SnCl_4}$	cloruro de estaño(IV), tetracloruro de estaño $\mathrm{KCl}$	cloruro de potasio

El $\mathrm{HCl}$ no es una sal sino un ácido, el cloruro de hidrógeno, que en disolución acuosa se llama ácido clorhídrico. Y el agua tampoco lo es, evidentemente.