Ejercicio resuelto de Estequiometría · Química · 2026

4A. En el ámbito de la metalurgia la siguiente reacción de oxidación-reducción se utiliza para disolver el cobre:
$\mathrm{CuS + HNO_3 \rightarrow S + NO + H_2O + Cu(NO_3)_2}$

a) Explique cuál es el agente oxidante y cuál el agente reductor, y qué cambios se producen en sus números de oxidación (0,5 puntos)
b) Ajuste la reacción mediante el método del ion electrón, escribiendo correctamente las semirreacciones de oxidación y reducción (1,5 puntos)

$\textbf{a) Explique cuál es el agente oxidante y cuál el agente reductor, y qué cambios se producen en sus números de oxidación (0,5 puntos)}$

Se asignan los números de oxidación a los elementos que cambian. En el sulfuro de cobre el azufre actúa con $-2$ y en el azufre elemental con $0$; en el ácido nítrico el nitrógeno actúa con $+5$ y en el monóxido de nitrógeno con $+2$.

El azufre pierde electrones, luego se oxida y actúa como agente reductor:

$\mathrm{S^{2-}}\ (-2)\ \longrightarrow\ \mathrm{S}\ (0)$

El nitrógeno gana electrones, luego se reduce y actúa como agente oxidante:

$\mathrm{N}\ (+5)\ \longrightarrow\ \mathrm{N}\ (+2)$

El agente oxidante es el ácido nítrico, a través del ion $\mathrm{NO_3^-}$, y el agente reductor el sulfuro de cobre, a través del ion sulfuro. El cobre no cambia su número de oxidación: sigue siendo $+2$ a los dos lados.

$\textbf{b) Ajuste la reacción mediante el método del ion electrón, escribiendo correctamente las semirreacciones de oxidación y reducción (1,5 puntos)}$

Se escriben las dos semirreacciones en medio ácido, ajustando primero el elemento que cambia, después los oxígenos con moléculas de agua, los hidrógenos con iones $\mathrm{H^+}$ y por último la carga con electrones.

$\text{Oxidación:}\quad \mathrm{S^{2-}}\ \longrightarrow\ \mathrm{S}+2e^-$

$\text{Reducción:}\quad \mathrm{NO_3^-}+4\mathrm{H^+}+3e^-\ \longrightarrow\ \mathrm{NO}+2\mathrm{H_2O}$

Para que el número de electrones cedidos y captados coincida se multiplica la oxidación por tres y la reducción por dos, con lo que se intercambian seis electrones.

$3\,\mathrm{S^{2-}}\ \longrightarrow\ 3\,\mathrm{S}+6e^-$

$2\,\mathrm{NO_3^-}+8\mathrm{H^+}+6e^-\ \longrightarrow\ 2\,\mathrm{NO}+4\mathrm{H_2O}$

Sumando las dos semirreacciones se cancelan los electrones y queda la ecuación iónica:

$3\,\mathrm{S^{2-}}+2\,\mathrm{NO_3^-}+8\,\mathrm{H^+}\ \longrightarrow\ 3\,\mathrm{S}+2\,\mathrm{NO}+4\,\mathrm{H_2O}$

Se pasa a forma molecular devolviendo los iones espectadores, el cobre y los nitratos que no se han reducido:

$3\,\mathrm{CuS}+8\,\mathrm{HNO_3}\ \longrightarrow\ 3\,\mathrm{S}+2\,\mathrm{NO}+4\,\mathrm{H_2O}+3\,\mathrm{Cu(NO_3)_2}$

Se comprueba el ajuste contando átomos: 3 Cu, 3 S, 8 N, 8 H y 24 O a cada lado.