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Ajuste de reacciones - REDOX -

El KMnO4, en medio ácido sulfúrico, reacciona con el H2O2 para dar MnSO4, O2,
H2O y K2SO4.
a) Ajusta la reacción molecular por el método del ión-electrón.
b) ¿Qué volumen de O2 medido a 1520 mm Hg y 125 ºC se obtiene a partir de 100 g de
KMnO4?

DATOS: R = 0,082 atm·L·mol −1·−1; Ar (C) = 12 u; Ar (O) = 16 u; Ar (K) = 39 u; Ar (Mn) = 55 u.

SOLUCIÓN

a) Ajusta la reacción molecular por el método del ión-electrón.

La ecuación molecular de la reacción es:

KMnO4 + H2O2 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + O2 + H2O

Las semirreacciones de oxido−reducción, ajustadas atómica y electrónicamente son:

Semirreacción de oxidación: H2O2 − 2 e− → O2 + 2 H +

Semirreacción de reducción: MnO4− + 8 H+ + 5 e− → Mn2+ + 4 H2O

Sumando ambas semirreacciones, después de multiplicar la primera por 5 y la segunda por 2, se
eliminan los electrones ganados y perdidos por el permanganato y el agua oxigenada, quedando la
ecuación iónica ajustada:

Semirreacción de oxidación: 5 H2O2 − 10 e − → 5 O2 + 10 H +

Semirreacción de reducción: 2 MnO4− + 16 H + + 10 e− → 2 Mn2+ + 8 H2O

Total: 2 MnO4− + 5 H2O2 + 6H+ → 2 Mn2+ + 5 O2 + 8 H2O

y llevando estos coeficientes a la ecuación molecular:

2 KMnO4 + 5 H2O2 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + K2SO4 + 5 O2 + 8 H2O (ecuación ajustada)

¿Qué volumen de O2 medido a 1520 mm Hg y 125 ºC se obtiene a partir de 100 g de
KMnO4?

P = 1520 / 760 = 2 atm

M(KMnO4) = 158 g · mol −1

Multiplicando los gramos de KMnO4 por su factor de conversión y la relación molar O2-/ KMnO4 (5 a 2) según se desprende de la estequiometría de la reacción, se calculan los moles de oxígeno que se obtienen, y aplicando a estos la ecuación de estado de los gases ideales se halla el volumen

100 gr de KMnO4 / 158 gr mol -1 x 5 moles de O2 / 2 moles de KMnO4 = 1,58 moles de O2

Llevando estos moles a la ecuación de estado de los gases ideales, despejando el volumen y operando:

P V = n R T

V = nRT /P = 25,78 L

 

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