Ejercicio resuelto de Valoraciones redox · 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]

$\mathbf{\text{i)}}\mathbf{\text{Ajuste,}}\mathbf{\text{empleando}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{todo}}\mathbf{\text{ion-electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{lugar.}}\mathbf{\text{[1,0}}\mathbf{\text{punto]}}$

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3+\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3\to \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}+\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$

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:

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

Semirreacción de oxidación:

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

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

$\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3^{-}+3\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3^{2-}\to {\mathrm{I}}^{-}+3\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4^{2-}$

Devolviendo el sodio, la ecuación molecular queda:

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3+3\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3\to \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}+3\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$

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

$\mathbf{\text{ii)}}\mathbf{\text{Calcule}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{volumen}}\mathbf{\text{necesario}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{disoluci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sulfito}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sodio}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{alcanzar}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{punto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{equivalencia.}}\mathbf{\text{[1,0}}\mathbf{\text{punto]}}$

$n(\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_3)=\mathrm{0,25}\cdot \mathrm{0,030}=\mathrm{7,5}\cdot {10}^{-3}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}$

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

$n(\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3)=3\cdot \mathrm{7,5}\cdot {10}^{-3}=\mathrm{2,25}\cdot {10}^{-2}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}$

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

$V=45\mathrm{m}\mathrm{L}$