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EvAU Redox Modelo 2024 A5 - Contenido educativo

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Subido el 9 de mayo de 2024 por M.amaya G.

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Este es el ejercicio A5 del modelo del 2024. 00:00:02
El enunciado dice lo siguiente. 00:00:06
El dicromato de potasio en presencia de ácido clorhídrico reacciona con el cloruro de estaño 2, 00:00:10
obteniéndose cloruro de estaño 4 y cloruro de cromo 3. 00:00:16
Primero pregunta, pide formular y ajustar las semirreacciones de oxidación y reducción 00:00:21
utilizando el método del ión-electrón, indicando cuál es el cátodo, el ánodo, la especie oxidante, la reductora 00:00:29
y escribir la reacción completa iónica y molecular. 00:00:36
Son muchas cosas, pero el ejercicio pues vale un punto. 00:00:40
Bueno, lo primero, no nos dan las fórmulas de los compuestos, 00:00:44
pero son compuestos que salen muy a menudo en las reacciones redox, 00:00:49
como es el caso del dicromato de potasio, que lo tenemos aquí. 00:00:53
entonces lo que hacemos es leemos de nuevo la reacción como nos la indica el enunciado 00:00:57
y vamos escribiendo los compuestos su fórmula 00:01:04
el dicromato de potasio reacciona en presencia del ácido clorhídrico HCl 00:01:08
y reacciona con el cloruro de estaño 2 00:01:14
recordemos que cuando el cloro participa en una sal con un metal 00:01:19
pues tiene valencia menos 1, o electrovalencia menos 1, o número de oxidación menos 1. 00:01:26
Por lo tanto, el estaño, como es cloruro de estaño 2, ponemos un 2 como su índice del cloro. 00:01:31
En esta reacción dice que se obtiene cloruro de estaño 4, por eso ponemos ahora aquí un 4, 00:01:39
luego claramente el estaño, además, pasa de estaño 2 a estaño 4, ya lo dicen las propias nombres de los compuestos, 00:01:47
y además se forma cloruro de cromo 3. El 3 es el número de oxidación o la electrovalencia del cromo, que es el metal, el otro metal. 00:01:55
Bueno, vamos a escribir la ecuación iónica en primer lugar, donde se pueden poner los números de oxidación en la inicial o en la ecuación iónica, lo mismo da. 00:02:07
En la ecuación iónica, pues recordamos que las sales, como es el caso del dicromato de potasio, pues se parten, por decir así, por la parte del metal, se deja por un lado y el anión, que es el cation, y el anión por el otro lado. 00:02:15
De forma que tenemos el cation potasio, el anión dicromato, luego el ácido clorhídrico, el protón por un lado y el cloruro por el otro, y en el caso del cloruro de estaño 2, como es también una sal, pues iónicamente es el estaño 2 más y el cloro menos. 00:02:31
No hace falta poner en la ecuación iónica, no hace falta y además no es conveniente poner delante, por ejemplo aquí iría un 2 delante del cloro, porque la sal tiene un 2 aquí, hay dos cloros, pero no es conveniente ponerlo aquí. 00:02:48
Aquí solamente indicamos cuáles son los iones que participan en la ecuación. Los productos, tenemos el estaño 4, tenemos el anión cloruro de nuevo, tenemos el cation cromo 3+, y luego, bueno, he añadido el anión cloruro que no hace falta, igual que aquí en los reactivos lo he puesto dos veces, es innecesario, con que aparezca una vez es suficiente. 00:03:05
Aquí lo he puesto dos veces para que veáis cómo se divide la sal, pero con haberlo puesto aquí al principio, pues es suficiente. 00:03:28
Una vez, vale. Bien, escribimos los números de oxidación, que yo aquí no lo he hecho, he ido directamente a los que cambian. 00:03:35
De todas formas, bueno, el potasio es más 1, aquí en el dicromato de potasio el oxígeno, recordad que es menos 2, luego son 7 por menos 2, menos 14. 00:03:44
como el anión tiene menos 2 pues a cada cromo le corresponde más 6 00:03:55
luego el protón que es más 1, el cloruro que es menos 1 00:04:01
el estaño 2 pues es más 2 y el cloruro de nuevo que es menos 1 00:04:06
y al otro lado tenemos el estaño más 4, el cloruro menos 1 00:04:11
el cromo más 3 y de nuevo el cloruro 00:04:16
Como veis, los únicos que cambian no cambia ni el potasio, ni el hidrógeno, ni el cloro, ni el oxígeno 00:04:19
que de hecho ni siquiera aparece como en los productos, ya veremos que luego aparece en forma de agua 00:04:26
Por lo tanto, los únicos que cambian su número de oxidación son el cromo que pasa de más 6 a más 3 00:04:31
cada cromo, es decir, cada cromo va a ganar 3 electrones, se reduce 00:04:39
y el estaño que pasa de estaño 2+, a estaño, perdón, de estaño sí, más 2, a estaño más 4, es decir, capta, perdón, cede, cada estaño va a ceder dos electrones. 00:04:45
Ahora lo vamos a ver en las semirreacciones. Por lo tanto, ya identificamos cuál se oxida y cuál se reduce. 00:04:59
entonces tenemos la semirreacción de oxidación en la que el estaño 2 más va a pasar a, se oxida estaño 4 más cediendo dos electrones 00:05:05
y en la reducción tenemos el anión dicromato que, junto con, perdón, el anión dicromato que pasa a anión, al cation cromo 3 más, ¿vale? 00:05:17
Esta semirreacción es la que, la primera, no hay otro elemento más que el estaño, pero en la segunda el dicromato contiene oxígeno. 00:05:30
Recordemos que es en medio ácido, por lo tanto, lo primero, hay que ajustar los átomos que no son ni oxígeno ni hidrógeno. 00:05:39
Como aquí el dicromato tiene dos cromos, en los productos tendré que poner dos cationes cromo tres más. 00:05:48
Luego, aquí volvemos al reactivo y tenemos 7 oxígenos 00:05:55
Como es en medio ácido, insisto, vamos a poner 7 moléculas de agua como producto 00:06:00
Al añadir 7 moléculas de agua nos encontramos que añadimos hidrógenos 00:06:05
Que son en total 14 hidrógenos, 7 por 2 son 14 hidrógenos 00:06:10
Que los ponemos en forma de protón en el otro lado, en los reactivos, como 14 protones 00:06:14
al hacer el cálculo de cargas vemos que vamos a tener que añadir aquí 6 electrones 00:06:20
vamos a verlo, tenemos 2 cargas negativas del dicromato 00:06:27
14 cargas positivas de los protones, eso hace 12 cargas positivas 00:06:31
y al otro lado tenemos 2 por 3, 6 cargas positivas 00:06:36
para que a este lado también haya 6 en lugar de 12 tendré que añadir 6 electrones 00:06:41
otra forma de verlo que en los dos casos ya os he explicado pero que se ve también muy bien 00:06:48
aquí arriba vemos que el estaño va a ceder dos electrones que son justamente los que hemos puesto aquí 00:06:54
y aquí cada cromo observar que viene de más 6 a más 3 cada cromo va a captar tres electrones 00:07:00
como hay dos cromos en total son seis electrones que son los que figuran en este lado 00:07:10
Bueno, como aquí hay dos electrones y aquí hay seis, habrá que multiplicar por tres la semirreacción de arriba, la de oxidación. 00:07:16
Como no hay arriba y abajo protones y agua, pues lo vamos a hacer directamente. 00:07:26
Si arriba hubiera aguas y protones, es conveniente volver a copiar las semirreacciones y sumarlas, 00:07:32
pero en este caso es más fácil teniendo en cuenta que hay que multiplicar por tres, pues vamos a sumarlas. 00:07:39
Tenemos por lo tanto tres estaños dos más, un dicromato, catorce protones, ya sabemos que los electrones se anulan los de arriba con los de abajo porque salen seis como producto en la primera y seis como reactivo en la segunda. 00:07:44
luego de productos tenemos los tres estaños, dos más, hemos dicho que multiplicamos por tres 00:07:59
los dos cromos que nos han salido al ajustar más las siete aguas 00:08:06
esto es lo que se llama ecuación iónica global ajustada 00:08:10
como el enunciado lo pide hay que indicarlo, no solo escribirlo 00:08:15
hay que indicar estas letras para que el corrector vea que identificáis correctamente 00:08:20
cuál es la ecuación iónica global ajustada 00:08:26
Así como hay que poner oxidación y reducción, no sólo la semirreacción sino indicar cuál es cada una. El corrector quiere ver si entendéis cuál es cada uno de los procesos y hay que identificarlos. 00:08:28
Bueno, vamos por lo tanto ahora a recomponer la ecuación molecular añadiendo los cationes y los aniones que nos hagan falta, vamos con, voy a reducirlo para que lo veamos, la ecuación original está aquí arriba y vamos a ir comparando, tenemos el dicromato, pues aquí abajo vamos a buscar el dicromato, el dicromato lo tenemos aquí, lo vamos a escribir en primer lugar y lo acompañamos de potasio 00:08:42
Y aquí en lapicero escribimos dos potasios, porque hemos añadido dos cationes potasio que en la ecuación iónica no figuran. 00:09:10
A continuación me dicen que es en medio ácido en presencia de ácido clorhídrico. 00:09:19
Como me han salido 14 protones, voy a escribir 14 ácidos clorhídricos. 00:09:23
Tienen que intervenir 14 protones, por lo tanto, tengo que añadir 14 cloruros, 00:09:29
cloruros, que los añado aquí abajo en lápiz para luego comprobar que en los productos también los he añadido, bien, en la ecuación original me viene aquí que tengo que escribir el dicloruro de estaño 00:09:34
y por lo tanto yo aquí vuelvo a escribir el dicloruro de estaño, lo que pasa que en la ecuación iónica me ha salido un 3 en el estaño, por lo tanto tendré que poner 3 dicloruros de estaño, 00:09:48
Con lo cual he añadido 6 cloros, ¿lo veis? 3 por 2 son 6 cloros. En total, a este lado, en los reactivos, he añadido 2 potasios y un total de 20 cloros. Bueno, pues ahora, en los productos, al completar las especies, pues me volverán a salir estos iones que he añadido en los reactivos, no hay que preocuparse. 00:09:59
Vamos a los productos, entonces tenemos en la ecuación original el tetracloruro de estaño 00:10:25
Muy bien, pues yo aquí lo pongo y como me han salido 3 estaños 4, pues tendré que poner 3 de tetracloruro de estaño 00:10:31
Con lo cual ya he añadido 12 cloros, fijaos de los 20 que tenía que añadir ya tengo 12 aquí colocados 00:10:38
Muy bien, vamos y seguimos y nos queda el tricloruro de cromo 00:10:44
El tricloruro de cromo, como en la ecuación iónica vienen dos cromos, pues tendré que poner dos tricloruros de cromo 00:10:48
Con lo cual ya he añadido seis cloros más, dos por tres son seis, en total fijaos que son doce más seis, dieciocho 00:10:55
Dieciocho, al otro lado habíamos puesto veinte, me falta por colocar dos, ahora vemos cómo lo hacemos 00:11:04
A continuación no se me puede olvidar que he añadido en la ecuación iónica siete moléculas de agua 00:11:10
las pongo, recordad que no siempre los enunciados os van a dar todos los compuestos que salen como productos o como reactivos, no siempre dan todos, pues en este caso hemos obtenido 7 aguas, 00:11:17
pues las añadimos y acordaos que nos quedaba por colocar todavía 2 cloros de aquí y 2 potasios, que los potasios no los hemos podido añadir a ninguna sal que haya en el producto, 00:11:30
entonces ¿qué hacemos? pues los unimos entre ellos y formamos dos cloruros de potasio 00:11:41
son dos cargas negativas de cada cloro, dos cargas positivas de cada potasio 00:11:47
y obtenemos, bueno, es potasio más uno, cloro menos uno 00:11:53
cuando digo dos es que son dos cationes y dos iones 00:11:56
y por lo tanto obtenemos, aquí tendremos que añadir dos cloruros de potasio 00:12:00
que tampoco vienen en la ecuación original 00:12:05
una vez que llegamos a la ecuación la comprobamos que por encima pues se ve que está ajustada 00:12:08
de hecho ya hemos añadido todos estos aniones que nos habían salido y cationes por aquí abajo 00:12:16
los borramos porque eso ya no nos interesa que lo vea vamos no aporta información a la persona que lo va a leer 00:12:20
y por lo tanto esta es la ecuación molecular global ajustada que es lo que nos pide el enunciado 00:12:28
Bueno, repasamos el enunciado y vemos que el enunciado también pide que cuál es la especie oxidante, cuál es la reductora y también el ánodo y el cátodo. Bueno, respecto a eso vamos a hacer una aclaración porque yo creo que aquí la universidad no se ha dado cuenta, pero no pasa nada. 00:12:34
¿Cuál es la especie oxidante? Bien, la especie oxidante es la que va a oxidar a la otra especie 00:12:51
y ella se reduce, la especie oxidante se va a reducir 00:13:00
Bueno, pues la especie oxidante es el dicromato de potasio 00:13:03
¿Podríamos poner, la pregunta es, podríamos poner solo el dicromato? 00:13:06
Bueno, yo he visto en algunas correcciones que solo pone el dicromato 00:13:11
Pero a mi entender, yo pienso que cuando piden especie oxidante es la especie completa, no el anión solamente. Evidentemente hace el mismo efecto el dicromato de potasio que el dicromato de sodio o el dicromato de otro metal, pero lo que uno tiene en el laboratorio es dicromato de potasio, o sea, la especie, no solo el dicromato, no tienes un bote que pone anión es dicromato, no, tienes la especie completa. 00:13:14
Entonces yo escribiría, y creo que es más correcto poner dicromato de potasio. Es un oxidante muy clásico. En Redox sale muchas veces el dicromato de potasio y el permanganato de potasio. 00:13:41
Son especies muy habituales. Si la oxidante es el dicromato de potasio, pues la reductora tiene que ser el cloruro de estaño. 00:13:53
igual que antes os digo, que queréis poner estaño 2+, bueno, el estaño 2+, no tienes un bote que pone estaño 2+, un recipiente en el laboratorio 00:14:01
tienes una sustancia completa y yo pondría dicloruro de estaño, pero entiendo que la universidad pues admita como especie oxidante dicromato y reductor cation estaño 2+, vale 00:14:11
Bien, ahora viene el tema de los electrodos, vamos a ver, el ánodo y el cátodo son electrodos en dos sitios, es en las pilas galvánicas y en las cubas electrolíticas, aquí no hay ni una pila ni una cuba, por lo tanto, yo creo que esto es una pregunta que no corresponde a este enunciado. 00:14:24
¿eh? Ahora bien, bueno, vamos a poner el concepto de ánodo y cátodo, pues el ánodo es, como está aquí escrito, es donde se produce la oxidación, es decir, la cesión de electrones, aquí es el cloruro de estaño el que produce la cesión de electrones, el dicloruro, por lo tanto es esta especie la que es el ánodo, ¿vale? 00:14:47
es que suena raro, es que no es una pila ni es una cuba electrolítica, pero bueno, y el cátodo, la definición es donde se produce la reducción o la aceptación de electrones, por lo tanto sería el dicromato, bueno, yo esto aquí lo he puesto en corchetes porque no creo que corresponda a, no creo que esté bien dicho, ¿vale? 00:15:14
Pero bueno, ahí está. Esto es lo que se pide en el primer apartado. Lo repaso, repaso, que es un apartado muy largo, ya os digo que vale un punto, y hay que repasar bien bien todo lo que solicita el enunciado. 00:15:37
Se coge el lapicero o el bolígrafo y se va haciendo un tic al lado de cada una de las cosas que solicita el enunciado, ¿vale? 00:15:53
Bueno, vamos con la segunda parte que es estequiometría. 00:16:01
Últimamente están poniendo la parte de estequiometría que vimos en primero de bachillerato, 00:16:07
pues la están incluyendo en los ejercicios redox, sobre todo, y también en los de precipitación. 00:16:12
Entonces, ¿qué dice el apartado B? 00:16:17
Dice, determine la riqueza en tanto por ciento en masa de la disolución de ácido clorhídrico comercial de densidad 1,18 gramos por mililitro. 00:16:19
Me hace gracia que ponga por mililitro porque habitualmente la unidad es centímetro cúbico, pero bueno, da igual, lo habrán puesto para facilitar. 00:16:31
con esta densidad que se ha utilizado para preparar el ácido clorhídrico empleado en esta reacción 00:16:39
sabiendo que 25 mililitros de esta disolución reaccionan con 12 gramos de cloruro de estaño 2, ¿vale? 00:16:45
Esto es lo que pone aquí, piden el porcentaje en masa de la disolución de ácido clorhídrico comercial 00:16:54
de densidad 1,18 gramos por mililitro centímetro cúbico 00:17:02
cuando sabemos que hemos consumido 25 mililitros de esta disolución para reaccionar con 12 gramos de dicloruro de estaño. 00:17:07
Bueno, es una estequiometría normal, un ejercicio de estequiometría donde intervienen disoluciones. 00:17:18
Bueno, son 12 gramos, ya sabéis que lo primero que hay que hacer es calcular el número de moles 00:17:26
y por lo tanto el número de moles que van a intervenir de dicloruro de estaño es su masa partido por su masa molar, 00:17:31
pues es 12 dividido entre 189,7 que es la masa molar que está aquí calculada, aquí faltaría por poner gramos por mol aquí en la unidad o no se pone nada, bueno este número da 0,0633 moles de dicloruro de estaño, 00:17:36
Entonces, ¿cuál es la relación, cómo están relacionados los moles de ácido clorhídrico que intervienen con los moles de dicloruro de estaño? 00:17:53
Bueno, yo lo he puesto aquí, pero el previo sería esto de aquí. Si os fijáis en la reacción molecular ajustada, voy a ponerlo esto más pequeño, 00:18:04
el número de moles, yo hago aquí, me gusta ponerlo, yo creo que esto os facilita ver los números que intervienen, 00:18:15
el número de moles de ácido clorhídrico respecto al número de moles de dicloruro de estaño en la reacción ajustada que está aquí arriba es arriba 14 porque son 14 moléculas de ácido clorhídrico lo que intervienen y abajo dividido entre el número de moles que intervienen de dicloruro de estaño que aquí veis que es 3, por lo tanto es 14 dividido entre 3, esa es la relación molar entre las dos especies, ¿vale? 00:18:21
Como yo lo que necesito ahora calcular es el número de moles de ácido clorhídrico que van a intervenir, pues número de moles de dicloruro de estaño pasarían multiplicando, que es lo que viene aquí, de aquí pasamos a este lado y entonces el número de moles de dicloruro de estaño multiplica a 14 tercios, ¿vale? 00:18:51
esta relación no es tan fácil de ver si la veis directamente de la ecuación 00:19:11
por lo tanto es muy práctico hacer esta pequeña operación aquí en un ladito 00:19:16
o en la resolución del ejercicio 00:19:21
por lo tanto el número de moles de ácido clorhídrico que han intervenido 00:19:24
cuando han reaccionado estos 12 gramos de dicloro de estaño 00:19:29
pues haciendo la cuenta son 0,295 00:19:32
aquí he puesto el número de moles de dicloruro de estaño que son esos 12 gramos, bien una vez que yo ya sé cuántos moles son pues calculo la masa 00:19:37
porque estoy hablando, me están pidiendo un porcentaje en masa de una disolución comercial, por lo tanto la masa es el número de moles 00:19:47
por la molaridad, perdón, por la masa molar del ácido clorhídrico es 0,295 moles de ácido 00:19:55
clorhídrico por 36,5 que es la masa molar del ácido clorhídrico. Tenéis los datos, el cloro 00:20:05
pesa 35,5 y el hidrógeno 1. Por lo tanto, el ácido clorhídrico son 10,8 gramos lo que van a 00:20:11
reaccionar con esos 12 gramos de dicloruro de estaño. Esos 10,8 gramos están dentro de una 00:20:19
disolución que me dice el enunciado que he consumido 25 mililitros. Bueno, pues 25 mililitros 00:20:27
por la densidad tendríamos los 29,5 gramos de disolución que he consumido, ¿vale? Si resulta 00:20:35
que he consumido 29,5 de disolución comercial y sé que han reaccionado 10,8 de ácido clorhídrico, 00:20:44
significa que la riqueza de ácido clorhídrico en esta disolución es lo que realmente tiene de ácido 00:20:53
clorhídrico, aquí ponemos la masa del soluto, esto es una disolución, el porcentaje en masa, la masa 00:21:01
del soluto dividido entre la masa de la disolución, 29,5. De estos 29,5 sabemos que 10,8 son realmente 00:21:07
de ácido clorhídrico. El resto, ¿qué es? Pues agua u otras impurezas que no reaccionan con el 00:21:15
dicloruro de estaño. Como es un porcentaje en masa, se multiplica por 100 y obtenemos una riqueza de 00:21:20
este ácido de 36,5%. 00:21:26
Subido por:
M.amaya G.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
11
Fecha:
9 de mayo de 2024 - 8:43
Visibilidad:
Público
Centro:
IES SATAFI
Duración:
21′ 32″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
484.17 MBytes

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