Ejercicio resuelto de Números de oxidación · Química · 2025

El clorato de potasio, $\text{KClO}_3$, reacciona con el hidróxido de cromo(III), $\text{Cr(OH)}_3$, en presencia de hidróxido de potasio, $\text{KOH}$ (reacción en medio básico), generándose, entre otras especies, los aniones cloruro, $\text{Cl}^{-}$, y cromato, $\text{CrO}_4^{2-}$.

a) Identifique el elemento que se reduce y sus estados de oxidación inicial y final. [0,25 puntos]

b) Escriba la semirreacción de reducción, en forma iónica, ajustada. [0,25 puntos]

c) Identifique el elemento que se oxida y sus estados de oxidación inicial y final. [0,25 puntos]

d) Escriba la semirreacción de oxidación, en forma iónica, ajustada. [0,25 puntos]

e) Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma iónica, ajustada. [0,75 puntos]

f) Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma molecular, ajustada. [0,75 puntos]

$\textbf{a) Identifique el elemento que se reduce y sus estados de oxidación inicial y final. [0,25 puntos]}$

Se asignan los números de oxidación en las especies que intervienen:

Especie	Estados de oxidación $\text{KClO}_3$	K $+1$; Cl $+5$; O $-2$ $\text{Cr(OH)}_3$	Cr $+3$; O $-2$; H $+1$ $\text{Cl}^{-}$	Cl $-1$ $\text{CrO}_4^{2-}$	Cr $+6$; O $-2$

Se reduce el $\textbf{cloro}$, que pasa de $+5$ en el clorato a $-1$ en el cloruro, ganando seis electrones por átomo. El clorato de potasio es el oxidante.

$\textbf{b) Escriba la semirreacción de reducción, en forma iónica, ajustada. [0,25 puntos]}$

En medio básico se ajusta el oxígeno con agua y se compensa el hidrógeno con iones hidróxido:

$\text{ClO}_3^{-}+3\,\text{H}_2\text{O}+6\,e^{-}\longrightarrow \text{Cl}^{-}+6\,\text{OH}^{-}$

Masa: 1 Cl, 6 O y 6 H a cada lado. Carga: $-1-6=-7$ frente a $-1-6=-7$.

$\textbf{c) Identifique el elemento que se oxida y sus estados de oxidación inicial y final. [0,25 puntos]}$

Se oxida el $\textbf{cromo}$, que pasa de $+3$ en el hidróxido de cromo(III) a $+6$ en el cromato, perdiendo tres electrones por átomo. El hidróxido de cromo(III) es el reductor.

$\textbf{d) Escriba la semirreacción de oxidación, en forma iónica, ajustada. [0,25 puntos]}$

$\text{Cr(OH)}_3+5\,\text{OH}^{-}\longrightarrow \text{CrO}_4^{2-}+4\,\text{H}_2\text{O}+3\,e^{-}$

Masa: 1 Cr; oxígenos, $3+5=8$ frente a $4+4=8$; hidrógenos, $3+5=8$ frente a $8$. Carga: $-5$ frente a $-2-3=-5$.

$\textbf{e) Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma iónica, ajustada. [0,75 puntos]}$

Los electrones han de igualarse: seis en la reducción y tres en la oxidación, así que esta se multiplica por 2.

$2\,\text{Cr(OH)}_3+10\,\text{OH}^{-}\longrightarrow 2\,\text{CrO}_4^{2-}+8\,\text{H}_2\text{O}+6\,e^{-}$

$\text{ClO}_3^{-}+3\,\text{H}_2\text{O}+6\,e^{-}\longrightarrow \text{Cl}^{-}+6\,\text{OH}^{-}$

Sumando y simplificando los electrones, los hidróxidos ($10-6=4$ a la izquierda) y las aguas ($8-3=5$ a la derecha):

$2\,\text{Cr(OH)}_3+4\,\text{OH}^{-}+\text{ClO}_3^{-}\longrightarrow 2\,\text{CrO}_4^{2-}+\text{Cl}^{-}+5\,\text{H}_2\text{O}$

Carga: $-4-1=-5$ a la izquierda y $-4-1=-5$ a la derecha.

$\textbf{f) Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma molecular, ajustada. [0,75 puntos]}$

Se devuelven los iones potasio, que actúan de espectadores: cinco en total, uno del clorato y cuatro del hidróxido de potasio.

$\text{KClO}_3+2\,\text{Cr(OH)}_3+4\,\text{KOH}\longrightarrow 2\,\text{K}_2\text{CrO}_4+\text{KCl}+5\,\text{H}_2\text{O}$

Comprobación: potasio, $1+4=5$ frente a $4+1=5$; cromo, 2 y 2; cloro, 1 y 1; oxígeno, $3+6+4=13$ frente a $8+5=13$; hidrógeno, $6+4=10$ frente a $10$.