Ejercicio resuelto de 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]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{reduce}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{estados}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{oxidaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{inicial}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{final.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

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

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{semirreacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{reducci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{i}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica,}}\mathbf{\text{ajustada.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

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

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

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

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{oxida}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{estados}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{oxidaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{inicial}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{final.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Se oxida el $\mathbf{\text{cromo}}$, 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.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{semirreacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{oxidaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{i}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica,}}\mathbf{\text{ajustada.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

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

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

$\mathbf{\text{e)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{oxidaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n-reducci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{i}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica,}}\mathbf{\text{ajustada.}}\mathbf{\text{[0,75}}\mathbf{\text{puntos]}}$

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

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

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

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

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

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

$\mathbf{\text{f)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{oxidaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n-reducci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{molecular,}}\mathbf{\text{ajustada.}}\mathbf{\text{[0,75}}\mathbf{\text{puntos]}}$

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

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

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 $10$.