Martes, 10 de noviembre de 2009

Es el método de balance de ecuaciones más difícil de aplicar pero en ocasiones es el único posible.

En principio se debe identificar qué  especie se oxida y cuál se reduce para plantear las dos semi – reacciones.  En segundo lugar se indica cuantos electrones se están perdiendo y cuántos se están ganando.  

Dependiendo de cuál sea el medio se balancea la carga con H+ u OH-. Luego se realiza el balance de masa con agua.

Finalmente se balancean los electrones de manera que los que se pierdan sean igual a los que se ganan

Se halla la ecuación final sumando las dos semi – reacciones.

Ejemplo

Dada la reacción del permanganato de potasio con agua oxigenada en medio ácido.

MnO4-  + H2O→  Mn+2 + O2

 El permanganato pasa a Mn+2 y el agua oxigenada a O2

Variación de los números de oxidación

5 e-  +  MnO4-  →  Mn+2

El manganeso en el permanganato tiene número de oxidación +7 (x + (-2).4 = -1) y en el producto  +2, es decir que ha disminuido en 5 su número de oxidación lo que implica la ganancia de 5 electrones. Esta es la reacción de reducción.

El oxígeno del agua oxigenada ha pasado de -1 (número de oxidación del oxígeno en los peróxidos a 0 correspondiente al oxígeno elemental). Es decir que ha perdido un electrón por átomo de oxígeno. Esta es la reacción de oxidación.

H2O→  2 e-   + O2

Para balancear las cargas se utiliza H+ porque el medio es ácido.

En la reacción de reducción se observa que la carga del lado de los reactivos es -6 y del lado de los productos es +2. Como se debe balancear con carga positiva se colocan los H+  del lado de los reactivos. En este caso 8 para que la carga total sea +2-

8 H+ +  5 e-  +  MnO4-  →  Mn+2

En la reacción de oxidación se tiene 0 del  lado de los reactivos y -2 en los productos por lo que se balancea de ese lado con 2 H+-

H2O→  2 H+  + 2 e-   + O2

Una vez realizado el balance de carga se realiza el de masa con agua.

8 H+ +  5 e-  +  MnO4-  →  Mn+2 + 4 H2O

H2O→  2 H+  + 2 e-   + O2

Para igualar la cantidad de electrones es necesario multiplicar la primera semi-reacción por 2 y la segunda por 5-

2.(8 H+ +  5 e-  +  MnO4-                 →  Mn+2 + 4 H2O)

5(H2O2                                                    →  2 H+  + 2 e-   + O2     
Si se realiza la suma de las dos semi-reacciones:                                               .

16 H+ + 10 e- + 2 MnO4-  + 5 H2O2→ 2 Mn+2 + 8 H2O + 10 H+  + 10 e-   +5 O2

Simplificando se tiene:

6 H+ + 2 MnO4- + 5 H2O2  →  2 Mn+2 + 8 H2O + 5 O2

Si se deseara plantear la ecuación molecular, por ejemplo con ácido sulfúrico, el procedimiento sería el mismo, el anión sulfato y el potasio no intervienen en la reacción y finalmente se tendría:

3 H2SO4  + 2 KMnO4 + 5 H2O2 → 2 MnSO4 + 5 O2 + 8 H2O + K2SO4


Tags: balance ecuaciones, redox, método ión electrón, medio ácido

Publicado por viaramburu @ 13:43  | Reacciones Químicas
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