Hola gente como andan?

Bueno aca voy a hacer una especie de tutorial de como proseguir a la hora de resolver un ejercicio convencional del metodo del ion-electron. Supongamos que el ejercicio nos pide igualar una reaccion por el metodo del ion-electron, indicando cual es la hemi-reaccion de reduccion y oxidacion. La reaccion es la siguiente:

\[As_{2}O_{3}+KMnO_{4}+H_{2}SO_{4}->As_{2}O_{5}+MnSO_{4}+K_{2}SO_{4}+H_{2}O\]

Lo primero que debemos hacer es escribir la reaccion en su forma ionica. Para ello vas a ir separando (o disociando) los elementos de cada sustancia. Esto con la practica lo vas a hacer rapidisimo, casi sin pensar. Por lo pronto, los oxidos (SO2) y las aguas (H2O) no se separan (o disocian). Cuando tenes un compuesto que tiene un hidrogeno, se separa el hidrogeno del compuesto. Lo mismo si tenes un potasio o lo que fuese. Los componentes acompañados con uno (o mas) oxigenos (AsO, SO, MnO, etc) no se separan. Como todos saben, el estado de oxidación de un compuesto (H20, As2O3, etc no confundir compuesto con elemento) debe ser 0. Por ende cuando se realiza la disociacion de un compuesto en 2 elementos, un elemento va a tener tantos electrones "+" y el otro tendrá la misma cantidades de electrones "-". Obviamente lo que acabo de decir es una burrada mas grande que una casa, puesto que los electrones son cargas siempre -, pero lo que se simboliza en realidad con los "+" y "-" es la perdida o ganancia (respectivamente) de electrones en esos elementos. Si debo disociar, por ejemplo, el KMnO4, disociare el K del MnO4. Como K posee un estado de oxidación de +1 (pierde un electron), el MnO4 si o si debera ganar 1 electron, es decir, su estado de oxidacion debera ser de -1. Como se llega a que es -1? Bueno como ya dije anteriormente, el estado de oxidacion de un compuesto debe ser 0. Es decir la suma parcial de los numeros de oxidacion de los elementos que conforman a un compuesto (en este caso K, Mn y O4) debe ser 0. Por la tabla periodica, K y O tienen solo 1 estado de oxidacion (1 y -2 respectivamente). Como el O tiene 4 atomos, decimos que en este compuesto, el estado de oxidacion del O seria de -8. Si hacemos la suma entre los estados de oxidacion del K y O4 nos da como resultado -7. Por ende, indefectiblemente el estado de oxidacion del Mn (que puede ser 2, 3, 4, 6 o 7) debera ser 7 para que 7 + (-7) = 0. El estado de oxidacion del K (1) nos dice que K esta perdiendo un electron, simbolicamente esto lo expresamos como: \[K^{+}\]. Por el contrario el MnO4 esta ganando un electron, que simbolicamente seria: \[MnO_{4}^{-}\]. Si el elemento/compuesto estaria ganando (o perdiendo) mas de un electron (por ejemplo 3) esto se podria expresar como:

\[MnO_{4}^{+3}\]

En realidad, lo primero que LES RECOMIENDO que hagan (no es un paso necesario si lo prefieren hacer mentalmente) es escribir por debajo de cada elemento el numero de oxidacion correspondiente (de modo tal que la suma de los números de oxidación del compuesto al que dicho elemento pertenece sea 0). Hagamos esto para nuestro ejercicio:

\[As_{2}^{+3}O_{3}^{-2}+K^{+1}Mn^{+7}O_{4}^{-2}+H_{2}^{+1}S^{+4}O_{4}^{-2}->As_{2}^{+5}O_{5}^{-2}+Mn^{+2}S^{+6}O_{4}^{-2}+K_{2}^{+1}S^{+4}O_{4}^{-2}+H_{2}^{+1}O^{-2}\]

Una vez hecho esto, prestenle atencion a los elementos (o compuestos) que cambiaron su estado de oxidacion. Es facil de advertir que el As2 perdió electrones, puesto de tener un estado de oxidacion de +3, paso a tener un estado de oxidacion de +5, lo que significa que perdió 2 electrones. Por el otro lado El Mn gano cinco electrones, puesto que de tener un estado de oxidacion de +7 paso a tener un estado de oxidacion de +2. Estos datos son importantisimos y antes de utilizarlos correctamente, deberemos escribir la reaccion en su forma ionica (aunque luego veremos que en este ejemplo especifico no sera necesario. No obstante, recomiendo que nunca se salteen este paso).

\[As_{2}O_{3}+K^{+}+Mn^{+5}O_{4}^{-}+H_{2}^{+}+SO_{4}^{-}->As_{2}^{+4}O_{5}+Mn^{+2}+SO_{4}^{-2}+2K^{+}+SO_{4}^{-2}+H_{2}O\]

Notemos que al As le coloque un +4 (en los miembros del producto) ya que en ese caso, el As esta perdiendo 4 electrones mas que el As del reactivo. De forma analoga (con el Mn del reactivo) le sume +5, puesto que esta perdiendo 5 electrones mas que en Mn del producto.

El siguiente paso es escribir (y equilibrar solo con hidrogenos, aguas y electrones) las hemi reacciones de reduccion y de oxidacion. La hemi reaccion de oxidacion es aquella que contiene al elemento (o compuesto si es que este esta acompañado de un O, el cual no se puede disociar) que en la parte del producto pierde mas electrones (en este caso el As) y en la hemi reaccion de reduccion ira el que pierde mas electrones en el reactivo. En este caso:

oxidacion As2O3 ---> As2(+4)O5

reduccion Mn(+5)O4 ---> Mn

Como dije, hay que equilibrar las reacciones de modo tal que en ambos lados de la reaccion haya las mismas cantidades de hidrogenos, oxigenos y electrones. Veamos la reaccion de oxidacion. Del lado del reactivo tenemos 2 oxigenos menos que en el lado del producto. Por ende deberemos sumar 2 aguas (2H2O). Acuerdense que solo se pueden agregar aguas y hidrogenos, y no oxigenos. Pero ahora como agregamos 2 aguas, tenemos 4 hidrogenos mas en el lado del reactivo que en el lado del producto. por ende hay que agregar 4 hidrogenos en el producto. De esta forma lo que nos queda es:

As2O3 + 2H2O ---> As2(+4)O5 + 4H

Ahora hay que equilibrar los electrones de la reaccion. Esto implica que haya igual cantidad de electrones en el reactivo y en el producto. Como en el producto tenemos 4 electrones menos que en el reactivo, al producto habra que sumarle 4 electrones. De esta forma nos queda finalmente:

As2O3 + 2H2O ---> As2O5 + 4H + 4e-

Exactamente lo mismo hay que hacer con el agnte de reduccion, el cual es:

Mn(+5)O4 ---> Mn

Una vez hecho todo lo que hicimos con el agente de oxidacion, nos quedaran ambas reacciones:

oxidacion As2O3 + 2H2O ---> As2O5 + 4H + 4e-
reduccion MnO4 + 8H + 5e- ---> Mn + 4H2O

Ahora hay que sumar ambas reacciones, pero de modo tal que en la suma, se simplifiquen los electrones, es decir, que no haya electrones en la suma. Entonces, se prosigue realizando alguna operacion matematica en una o ambas reacciones de modo tal que cuando se sumen, se simplifiquen los electrones. En este caso, lo que se puede hacer es multiplicar por 5 y por 4 las hemi reacciones de oxidacion y de reduccion respectivamente, de modo tal que en ambas reacciones haya 20 electrones (y por ende como ambos estan del lado opuesto de las reacciones, se puedan simplificar).

5*(As2O3 + 2H2O ---> As2O5 + 4H + 4e-)
+
4*(MnO4 + 8H + 5e- ---> Mn + 4H2O)

Recuerden que el 5 y el 4 multiplican a ambos lados de la reacción, es decir, afectan a todos los compuestos y elementos de la reaccion. Luego de hacer la suma, nos queda lo siguiente:

5As2O3 + 10H2O + 4MnO4 + 32H ---> 5As2O5 + 20H + 4Mn +16H2O

Ahora podemos simplificar los 10H20 con los 16H20 y los 32H con los 20H. Asi, lo que nos queda finalmente es lo siguiente:

5As2O3 + 4MnO4 + 12H ---> 5As2O5 + 4Mn + 6H2O.

Por ultimo hay que sumarle a ambos lados de la reaccion los elementos (o compuestos) que harian que la reaccion se "parezca" mas a la original. En este caso, es facil de advertir que lo que nos faltan son K y SO4. Los mismos elementos y la misma cantidad de estos que le sumemos al reactivo, le deberemos sumar al producto (en este caso 4K y 6SO4). No hay una forma ni una formula magica que nos permita saber con facilidad cuanta cantidad de cada elemento le deberemos sumar a la reaccion. Esto yo lo hago a prueba y error: Empiezo con un numero y si veo que me "pase" o que me faltan, disminuyo el numero. En este caso la suma seria la siguiente:

5As2O3 + 4MnO4 + 12H ---> 5As2O5 + 4Mn + 6H2O
+
4K + 6SO4 ---> 4K + 6SO4

Este es el paso mas tedioso de todo este ultimo proceso; agrupar estos elementos y compuestos que sumamos con la reacción en forma coherente sin que nos queden "cabos sueltos". Lo que nos queda finalmente es:

5As2O3 + 4KMnO4 + 6H2SO4 ---> 5As2O5 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 6H2O

Notemos lo siguiente: En el reactivo: En el 6H2SO4 tenemos 12H (6*2) y los 6SO4 que sumamos y tambien tenemos en el 4KMnO4 los 4K que sumamos. En el producto: En el 2K2SO4 tenemos los 4K que sumamos (2*2) y 2 de los 6SO4 que sumamos; En los 4MnSO4 tenemos los 4 SO4 que faltan para completar los 6 SO4 que sumamos. Probablemente esto no sea muy entendible, lo que quise demostrar es la forma en que estamos utilizando y agrupando los 4K y 6SO4 que le sumamos a la reaccion. Notese que no podemos dejar elementos que sumamos sin utilizar, ni tampoco sumar elementos que no vayamos a utilizar. Es decir, no pudimos haber sumado 5K, puesto que habría 1K que no estaríamos utilizando. O tampoco podríamos haber sumado 1As, porque no lo estaríamos utilizando.

Resumen:

1. Colocarle a cada elemento de la reaccion su numero de oxidacion correspondiente.
2. Escribir la reaccion en su forma ionica.
3. Determinar las hemi reacciones de reduccion y de oxidacion y posteriormente equilibrarlas.
4. Sumar ambas hemi reacciones y simplificar lo que se pueda.
5. Sumarle a la reaccion los elementos/compuestos que la asimilen mas a nuestra reacción original

La clave esta en el punto 1 y 2. No obstante, el punto 5 es lo mas "engorroso".

Eso es todo. Soy gonzalo de NivelX y espero que lo hayas disfrutado, chau. Jajajaa na chiste, pero si eso fue todo. Si tienen alguna duda con la explicacion, diganme. Un saludo!

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Un dato a saber (aunque no estoy seguro en un 100% que sea asi), es que cuando tenes un hidroxido en el producto de una reaccion, los elementos del hidroxido (compuesto) no cambian su numero de oxidacion respecto del mismo compuesto en el reactivo de la reaccion. Es decir: Si se tiene algo asi:

MnO + PbO2 + HNO3 ---> HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O

En la parte del reactivo, el HNO3 tendra los numeros de oxidacion 1, 5, -2. Entonces como NO3 (del producto) es un hidroxido por estar entre (), sus estados de oxidacion seran 5 y -2. Y del Pb sera 2.

Saludos!

Excelente aporte!!! Felicitaciones, muy bien 10

Tu recomendación al comienzo, colocar todos los números de oxidación de cada elemento involucrado, si los profesores no les dijeron es MANDATORIO si querés que salga bien el ejercicio. Hay que tener mucha cancha para no hacerlo y dar con el balance correcto.

En la última parte, donde sumás los iones que no intervienen en la redox, sí hay una "regla" si se quiere.. Sabés qué carga tienen los iones que balanceaste recién y conocés las especies originales, por lo tanto tenés sus contraiones, de los cuales conocés las cargas, y hacés lo mismo que ya hiciste: tenés que llevar la carga de cada compuesto iónico/molecular a cero. De ahí salen esos números.

(11-02-2013 23:18)cecisammet escribió:  Excelente aporte!!! Felicitaciones, muy bien 10

Tu recomendación al comienzo, colocar todos los números de oxidación de cada elemento involucrado, si los profesores no les dijeron es MANDATORIO si querés que salga bien el ejercicio. Hay que tener mucha cancha para no hacerlo y dar con el balance correcto.

En la última parte, donde sumás los iones que no intervienen en la redox, sí hay una "regla" si se quiere.. Sabés qué carga tienen los iones que balanceaste recién y conocés las especies originales, por lo tanto tenés sus contraiones, de los cuales conocés las cargas, y hacés lo mismo que ya hiciste: tenés que llevar la carga de cada compuesto iónico/molecular a cero. De ahí salen esos números.

Es verdad lo que decis. Pero bue, me resulta mas rapido y facil hacerlo por intuicion, yo que se xD.

Cuando tengo bases se hace igual pero agregando aguas y oxidrilos verdad?

Si mal no recuerdo, sip.

gracias

Un dato a saber (aunque no estoy seguro en un 100% que sea asi), es que cuando tenes un hidroxido en el producto de una reaccion, los elementos del hidroxido (compuesto) no cambian su numero de oxidacion respecto del mismo compuesto en reactivo de la reaccion. Es decir: Si se tiene algo asi:

MnO + PbO2 + HNO3 ---> HMnO4 + Pb(NO3)2 + H2O

En la parte del reactivo, el HNO3 tendra los numeros de oxidacion 1, 5, -2. Entonces como NO3 (del producto) es un hidroxido por estar enrte (), sus estados de oxidacion seran 5 y -2. Y del Pb sera 2.

Saludos!

Se ese lo sabía por el tipo de unión.. es como el SO4 que el S es 6 xd

Si una especie, molécular o iónica, conserva su forma, no cambia nada.

Esa reacción que posteaste traslada oxígeno de un óxido a agua y modifica la especie del manganeso. No veo hidróxidos .

Para que practiquen nomenclatura moderna:

óxido de Mn (II), óxido de plomo (II) y trioxonitrato (V) de hidrógeno <---> tetróxomanganato (VII) de hidrógeno, dinitrato (V) de plomo (II) y agua.

Buenisismo che, me sirve ! gracias!

Y tengan cuidado con los ejercicios. Mas de una vez los profesores nos dijeron que las reacciones que nos habian dado a resolver estaban mal formuladas, así que ¡A abrir los ojos, que no siempre es culpa de uno!

(15-02-2013 22:32)Avila escribió:  Y tengan cuidado con los ejercicios. Mas de una vez los profesores nos dijeron que las reacciones que nos habian dado a resolver estaban mal formuladas, así que ¡A abrir los ojos, que no siempre es culpa de uno!

(16-02-2013 21:18)cecisammet escribió:  

(15-02-2013 22:32)Avila escribió:  Y tengan cuidado con los ejercicios. Mas de una vez los profesores nos dijeron que las reacciones que nos habian dado a resolver estaban mal formuladas, así que ¡A abrir los ojos, que no siempre es culpa de uno!

JAJAJAJAJAJAJAJA

Fuera de joda.. es una broma? Creo que ni en exactas te deben hacer eso..