Ejercicio resuelto de Números de oxidación · Química · 2022

Se valoraron 30 mL de una disolución 0,25 M de yodato de sodio con una disolución 0,50 M de sulfito de sodio en medio ácido para obtener yoduro de sodio y sulfato de sodio.

i) Ajuste, empleando el método ion-electrón, la reacción que tiene lugar. [1,0 punto]

ii) Calcule el volumen necesario de la disolución de sulfito de sodio para alcanzar el punto de equivalencia. [1,0 punto]

$\textbf{i) Ajuste, empleando el método ion-electrón, la reacción que tiene lugar. [1,0 punto]}$

$\mathrm{NaIO_3} + \mathrm{Na_2SO_3} \rightarrow \mathrm{NaI} + \mathrm{Na_2SO_4}$

El yodo pasa de $+5$ en el yodato a $-1$ en el yoduro: se reduce, ganando seis electrones. El azufre pasa de $+4$ a $+6$: se oxida, cediendo dos.

Semirreacción de reducción, en medio ácido:

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

Semirreacción de oxidación:

$\mathrm{SO_3^{2-}} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{SO_4^{2-}} + 2\,\mathrm{H^+} + 2\,e^-$

Se multiplica la segunda por 3 y se suman; los protones y el agua se cancelan por completo:

$\mathrm{IO_3^-} + 3\,\mathrm{SO_3^{2-}} \rightarrow \mathrm{I^-} + 3\,\mathrm{SO_4^{2-}}$

Devolviendo el sodio, la ecuación molecular queda:

$\mathrm{NaIO_3} + 3\,\mathrm{Na_2SO_3} \rightarrow \mathrm{NaI} + 3\,\mathrm{Na_2SO_4}$

Comprobación: Na 1 + 6 = 1 + 6; I 1 = 1; S 3 = 3; O 3 + 9 = 12.

$\textbf{ii) Calcule el volumen necesario de la disolución de sulfito de sodio para alcanzar el punto de equivalencia. [1,0 punto]}$

$n(\mathrm{NaIO_3}) = 0{,}25 \cdot 0{,}030 = 7{,}5 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol}$

Por la ecuación ajustada, cada mol de yodato consume tres de sulfito:

$n(\mathrm{Na_2SO_3}) = 3 \cdot 7{,}5 \cdot 10^{-3} = 2{,}25 \cdot 10^{-2}\ \mathrm{mol}$

$V = \frac{n}{c} = \frac{2{,}25 \cdot 10^{-2}}{0{,}50} = 0{,}045\ \mathrm{L}$

$V = 45\ \mathrm{mL}$