Ejercicio resuelto de Números de oxidación · Química · 2025

El $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ reacciona con HI en medio ácido sulfúrico para dar $\text{K}_2\text{SO}_4$, $\text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3$, $\text{I}_2$ y $\text{H}_2\text{O}$ según la siguiente reacción química:

$\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 + \text{HI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O}$

a) [1 punto] Escriba y ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando la especie que actúa como oxidante y la que actúa como reductor.

b) [1 punto] Escriba las reacciones iónica y molecular ajustadas. Utilice el método de ajuste de ion-electrón.

c) [0,5 puntos] Calcule la masa de $\text{I}_2$ que se obtiene a partir de la reacción de 50 mL de dicromato potásico ($\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$) 0,25 M, con exceso de ácido yodhídrico (HI).

Datos: masas atómicas: I = 127 g/mol.

$\textbf{a) [1 punto] Escriba y ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando la especie que actúa como oxidante y la que actúa como reductor.}$

Asignamos números de oxidación a los elementos que cambian:

$\mathrm{Cr}: +6\ \text{en } \mathrm{K_2Cr_2O_7} \longrightarrow +3\ \text{en } \mathrm{Cr_2(SO_4)_3}$

$\mathrm{I}: -1\ \text{en } \mathrm{HI} \longrightarrow 0\ \text{en } \mathrm{I_2}$

El cromo gana electrones (se reduce) y el yodo los pierde (se oxida). Como el medio es ácido, los oxígenos se ajustan con agua y los hidrógenos con $\mathrm{H^+}$.

Semirreacción de reducción:

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}} + 14\,\mathrm{H^+} + 6\,e^- \longrightarrow 2\,\mathrm{Cr^{3+}} + 7\,\mathrm{H_2O}$

Semirreacción de oxidación:

$2\,\mathrm{I^-} \longrightarrow \mathrm{I_2} + 2\,e^-$

La especie oxidante es el dicromato de potasio, $\mathrm{K_2Cr_2O_7}$ (el ion $\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}$), y la reductora es el ácido yodhídrico, HI (el ion $\mathrm{I^-}$).

$\textbf{b) [1 punto] Escriba las reacciones iónica y molecular ajustadas. Utilice el método de ajuste de ion-electrón.}$

Multiplicamos la semirreacción de oxidación por 3 para que se cancelen los seis electrones y sumamos:

$6\,\mathrm{I^-} \longrightarrow 3\,\mathrm{I_2} + 6\,e^-$

$\mathrm{Cr_2O_7^{2-}} + 6\,\mathrm{I^-} + 14\,\mathrm{H^+} \longrightarrow 2\,\mathrm{Cr^{3+}} + 3\,\mathrm{I_2} + 7\,\mathrm{H_2O}$

Devolviendo los iones espectadores ($\mathrm{K^+}$ y $\mathrm{SO_4^{2-}}$) se obtiene la reacción molecular:

$\mathrm{K_2Cr_2O_7} + 6\,\mathrm{HI} + 4\,\mathrm{H_2SO_4} \longrightarrow \mathrm{K_2SO_4} + \mathrm{Cr_2(SO_4)_3} + 3\,\mathrm{I_2} + 7\,\mathrm{H_2O}$

Se comprueba el ajuste contando átomos: 2 potasios, 2 cromos, 6 yodos, 4 azufres, 14 hidrógenos y 23 oxígenos a cada lado.

$\textbf{c) [0,5 puntos] Calcule la masa de I₂ que se obtiene a partir de la reacción de 50 mL de dicromato potásico (K₂Cr₂O₇) 0,25 M, con exceso de ácido yodhídrico (HI).}$

El yoduro está en exceso, así que el reactivo limitante es el dicromato.

$n(\mathrm{K_2Cr_2O_7}) = 0{,}050\ \mathrm{L} \cdot 0{,}25\ \mathrm{M} = 0{,}0125\ \mathrm{mol}$

Según la reacción ajustada, cada mol de dicromato produce 3 moles de yodo:

$n(\mathrm{I_2}) = 3 \cdot 0{,}0125 = 0{,}0375\ \mathrm{mol}$

$M(\mathrm{I_2}) = 2 \cdot 127 = 254\ \mathrm{g/mol}$

$m(\mathrm{I_2}) = 0{,}0375 \cdot 254 = 9{,}525\ \mathrm{g}$

Se obtienen 9,53 g de yodo.