Ejercicio resuelto de Varios · Química · Castilla y León · 2026

La reacción del peróxido de hidrógeno $(\text{H}_2\text{O}_2)$ con el permanganato de potasio $(\text{KMnO}_4)$ en disolución acuosa, acidificada con ácido sulfúrico $(\text{H}_2\text{SO}_4)$, es una reacción exotérmica y rápida. En ella se producen sulfato de manganeso (II) $(\text{MnSO}_4)$, sulfato de potasio $(\text{K}_2\text{SO}_4)$, oxígeno $(\text{O}_2)$ y agua. Conteste las siguientes cuestiones:

a) Indique razonadamente la especie que actúa como oxidante y como reductor. (Hasta 0,4 puntos)

b) Ajuste la ecuación molecular de este proceso mediante el método del ion-electrón. (Hasta 1,6 puntos)

$\textbf{a) Indique razonadamente la especie que actúa como oxidante y como reductor. (Hasta 0,4 puntos)}$

Se decide comparando los números de oxidación antes y después de la reacción.

El manganeso pasa de $+7$ en el $\mathrm{MnO_4^-}$ a $+2$ en el $\mathrm{MnSO_4}$: gana electrones, se reduce y por tanto el $\textbf{permanganato de potasio es el oxidante}$.

El oxígeno del peróxido de hidrógeno actúa con número de oxidación $-1$, que es el propio de los peróxidos, y termina como $\mathrm{O_2}$, donde vale $0$: pierde electrones, se oxida y el $\textbf{peróxido de hidrógeno es el reductor}$.

El ácido sulfúrico no cambia de estado de oxidación: solo aporta el medio ácido y los sulfatos que acompañan a los cationes.

$\textbf{b) Ajuste la ecuación molecular de este proceso mediante el método del ion-electrón. (Hasta 1,6 puntos)}$

Se escriben las dos semirreacciones en forma iónica y en medio ácido, ajustando primero los átomos distintos del hidrógeno y del oxígeno, luego los oxígenos con moléculas de agua, después los hidrógenos con protones y por último la carga con electrones.

Semirreacción de reducción:

$\mathrm{MnO_4^-} + 8\,\mathrm{H^+} + 5\,e^- \rightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 4\,\mathrm{H_2O}$

Semirreacción de oxidación:

$\mathrm{H_2O_2} \rightarrow \mathrm{O_2} + 2\,\mathrm{H^+} + 2\,e^-$

Para que los electrones cedidos igualen a los captados se multiplica la primera por 2 y la segunda por 5, de modo que se intercambian 10 electrones:

$2\,\mathrm{MnO_4^-} + 16\,\mathrm{H^+} + 10\,e^- \rightarrow 2\,\mathrm{Mn^{2+}} + 8\,\mathrm{H_2O}$

$5\,\mathrm{H_2O_2} \rightarrow 5\,\mathrm{O_2} + 10\,\mathrm{H^+} + 10\,e^-$

Sumando y simplificando los 10 protones que aparecen a ambos lados se obtiene la ecuación iónica global:

$2\,\mathrm{MnO_4^-} + 6\,\mathrm{H^+} + 5\,\mathrm{H_2O_2} \rightarrow 2\,\mathrm{Mn^{2+}} + 5\,\mathrm{O_2} + 8\,\mathrm{H_2O}$

Queda devolver los contraiones. Los protones proceden del ácido sulfúrico, que aporta dos por molécula, así que hacen falta 3 moléculas; los iones potasio del permanganato se recogen como sulfato de potasio y el $\mathrm{Mn^{2+}}$ como sulfato de manganeso(II). La ecuación molecular ajustada es:

$2\,\mathrm{KMnO_4} + 5\,\mathrm{H_2O_2} + 3\,\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow 2\,\mathrm{MnSO_4} + \mathrm{K_2SO_4} + 5\,\mathrm{O_2} + 8\,\mathrm{H_2O}$

Comprobación átomo a átomo: K, 2 = 2; Mn, 2 = 2; S, 3 = 3; H, 16 = 16; O, 30 = 30.