Ejercicio 3 - (2001-02). Dada la siguiente reacción: KMnO4 + FeSO4 + H 2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O a) Ajuste la reacción anterior por el método del ion-electrón. b) Calcule los mL de disolución 0’5 M de KMnO4 necesarios para que reaccionen completamente con 2’4 g de FeSO4. Masas atómicas: O = 16; S = 32; Fe = 56. a) • Se escribe la ecuación en forma iónica y se identifican las especies que se oxidan y las que se reducen: se reduce +7 +2 +2 +3 K+ + MnO4– + Fe2+ + SO42– + H+ + SO42– → Mn2+ + SO42– + Fe3+ + SO42– + K+ + SO42– + H2O se oxida • • Se ajustan las dos semirreacciones: Semirreacción de oxidación: Fe2+ – 1 e- → Fe3+ Semirreacción de reducción: MnO4– + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O Se obtiene la reacción iónica global sumando las dos semirreacciones, tras equilibrar el número de electrones (se multiplica la semirreacción de oxidación por 5): Semirreacción de oxidación: Semirreacción de reducción: Reacción iónica ajustada: • MnO4– 5 Fe2+ – 5 e+ 8 H+ + 5 e- 5 Fe2+ + MnO4– + 8 H+ → 5 Fe3+ → Mn2+ + 4 H2O → 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O Se obtiene la ecuación molecular, añadiendo las especies químicas que no intervienen directamente en el proceso de intercambio electrónico, pero que aparecen en la ecuación global: 5 FeSO4 + KMnO4 + 4 H 2SO4 → MnSO4 + El Fe2+ va con SO42– : Como hay 5 Fe2+, se añaden 5 SO42– El MnO4– va con K+: Como hay 1 MnO4–, se añaden 1 K+ Los H+ van con SO42– : Como hay 8 H+ se pueden formar 4 H2SO4, añadiendo 4 SO42– 5 2 Balance de iones: 1er miembro 2º miembro 1 SO42– 5 SO42– + 2– 15 1K 2 SO4 4 SO42– 1 K+ 2– 1 2 SO4 Fe2(SO4)3 + 4 H2O + 1 2 K2SO4 El Mn2+ va con SO42–: Como hay 1 Mn2+, se añaden 1 SO42– El Fe3+ va con SO42–: Como hay 5 Fe3+, se pueden formar 5/2 de Fe2(SO4)3, añadiendo 15/2 de SO42– Aunque el K2SO4 no aparece en la ecuación iónica, aparece en la global del enunciado; de todas formas, se comprueba que en el 2º miembro faltan 12 SO42– y 1 K+, para que se igualen los iones añadidos en el 1er miembro. Con ellos se formaría 12 K2SO4 b) 5 FeSO4 + KMnO4 + 4 H 2SO4 → MnSO4 + 5 2 Fe2(SO4)3 + 4 H2O + 1 2 K2SO4 Como Mm( FeSO4) = 152 g/mol 2'4 g FeSO4 ⋅ 1 mol FeSO4 1 mol KMnO4 1000 mL ⋅ ⋅ = 6'3 mL KMnO4 0'5 M 152 g FeSO4 5 mol FeSO4 0'5 mol KMnO4 0’016 mol de FeSO4 0’0032 mol de MMnO4