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EvAU Redox 2023 julio coincidentes B4 - Contenido educativo

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Subido el 11 de mayo de 2024 por M.amaya G.

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Este ejercicio es el que corresponde a julio del 2023 en la prueba de coincidentes y es el apartado B4, el ejercicio B4. 00:00:02
El enunciado dice, el cromato de potasio, que es esta sustancia, cromato de potasio, no dicromato, esta vez es solo cromato, 00:00:11
reacciona en presencia de ácido clorhídrico produciendo cloruro de cromo 3, que sería esta especie, cloruro de potasio y agua. 00:00:19
Y además dice que se desprende cloro. Bien, el cloro lo tenemos aquí, es Cl2, no es Cl solo, el Cl no existe en la naturaleza solo, está combinado consigo mismo o con otros elementos. 00:00:29
Y ya hemos dicho que especies como el cloro, el bromo, el yodo o el oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno son siempre moléculas diatómicas, tienen dos átomos. 00:00:40
En este caso hay dos átomos de cloro. Pide que ajustemos la ecuación iónica, la ecuación, vamos, que ajustemos la ecuación mediante el método de Lyon-Electron, 00:00:51
que escribamos la ecuación iónica ajustada, la ecuación molecular ajustada, las semirreacciones de oxidación-reducción y bueno, en este caso no pregunta cuál es la especie oxidante y cuál es la especie reductora. 00:01:04
reductora así sí que lo pregunta pregunta cuál es cada una bien vamos a escribir entonces en primer 00:01:17
lugar la ecuación iónica el cromato de potasio pues en primer lugar tenemos el potasio más uno 00:01:23
que estaría aquí el cromato por otro lado que tiene dos cargas negativas este anión porque 00:01:29
hay 22 potasios luego tendríamos del ácido clorhídrico por los protones y los aniones 00:01:36
es cloruro, luego del tricloruro de cromo tendríamos por un lado el cromo 3 y por el otro de nuevo el anión cloruro, del cloruro de potasio tenemos el potasio y el cloro, 00:01:42
no lo escribimos dos veces, ya está escrito en la especie anterior, no hace falta, el agua que no se puede separar porque ni el agua, bueno, ni los óxidos se separan 00:01:54
y por último el cloro, que es una sustancia elemental que no se ioniza tampoco, aparece pues como estaba en el original, cloro 2. 00:02:04
Vamos a escribir los números de oxidación, tenemos el potasio más 1, en el caso del anión cromato, al ser dos cargas negativas, 00:02:13
el oxígeno tiene menos 2 de número de oxidación, 4 por menos 2 es menos 8, para que se queden dos cargas negativas, 00:02:21
el cromo tiene que tener número de oxidación más 6, los protones son siempre más 1, el anión cloruro es menos 1 porque además corresponde al valor de su carga, 00:02:28
en el caso del catión potasio cromo 3 más, su número de oxidación es más 3, que es lo que corresponde a su carga, en el cloruro de nuevo pues es menos 1, 00:02:38
el potasio como en el caso de los reactivos pues también es más 1, no está aquí puesto pero aquí pondríamos más 1, 00:02:48
y en el agua, como siempre, el hidrógeno más uno y el oxígeno menos dos. 00:02:54
Y el cloro, por ser una especie elemental, pues tiene número de oxidación cero, 00:02:58
igual que lo tendría el carbono o cualquier otra sustancia elemental. 00:03:02
Vemos entonces que aquí los átomos que cambian su número de oxidación, 00:03:09
por un lado es el cromo, que es cromo más seis, que pasa a cromo más tres, 00:03:14
con lo cual ha captado tres electrones y por el otro lado tenemos que el cloro que es menos uno pasa a cloro cero 00:03:20
con lo cual ahí ha cedido también cada cloro va a ceder un electrón. 00:03:30
Escribimos por lo tanto la especie que se reduce pues es el cromato y la especie que se oxida es el cloruro. 00:03:35
la semirreacción de oxidación por lo tanto será cloro que pasa a ser cloro 2 para ajustarla 00:03:42
como aquí tenemos dos átomos de cloro pues aquí tendrá que haber dos aniones cloruro 00:03:52
y para igualar las cargas al haber a la izquierda dos cargas negativas de los cloruros 00:03:57
pues tendrá que haber dos cargas negativas de los estrones a la derecha 00:04:02
antes hemos comentado, he comentado que el cloro es menos uno y pasa a cero 00:04:05
Cada cloro va a ceder un electrón. Como hay dos cloruros, pues ceden en total dos electrones. 00:04:10
La semirreacción de reducción, pues es el cromato, que es el típico oxidante también, como el dicromato, como el permanganato, 00:04:16
siempre son las mismas, suelen salir las mismas especies, pues el cromato pasa a cromo 3+. 00:04:25
Como el cromato tiene cuatro oxígenos y estamos en un medio ácido, a la derecha vamos a escribir cuatro moléculas de agua. 00:04:32
como aquí son 4 moléculas de agua, 4 por 2 son 8 hidrógenos lo que hemos añadido 00:04:40
que los reactivos lo añadimos como protones, 8 protones 00:04:45
al hacer la cuenta de los electrones, de las cargas, aquí hay 2 cargas negativas 00:04:49
más 8 positivas, son 6 positivas en total a la izquierda y 3 positivas a la derecha 00:04:55
con lo cual habrá que añadir 3 electrones para que haya igual número de cargas a izquierda y derecha 00:05:03
como antes también podemos observar aquí arriba que el cromo pasa de más 6 a más 3 00:05:09
con lo cual tiene que captar 3 electrones 00:05:15
así que por ambas vías llegamos a la misma conclusión 00:05:18
como la ecuación de arriba tiene 2 electrones y la de abajo tiene 3 00:05:20
pues vamos a intercambiar esos números para que al final la suma de electrones sea la misma a izquierda y derecha 00:05:25
por lo tanto multiplicamos por 3 la ecuación de arriba y multiplicamos por 2 la ecuación de abajo 00:05:31
a lo normal si uno no es muy habilidoso pues debería volver a escribir las ecuaciones 00:05:39
pero se puede hacer con cuidadito ya que no hay que eliminar hidrógenos ni agua de la oxidación 00:05:46
porque no tiene, entonces con cuidado podemos multiplicar a la vez que lo sumamos 00:05:55
así que tenemos 2 por 3, 6 cloruros, aquí abajo tenemos 2 cromatos, teníamos 1 pero hay que multiplicar por 2 00:06:00
y un total de 16 protones porque teníamos 8 que multiplicar por 2 00:06:09
a la derecha pues vamos a tener 3 cloros porque teníamos solo 1 pero hay que multiplicar por 3 toda la semirreacción 00:06:14
luego tendríamos 2 cromos, 2 por este cromo y el doble de moléculas de agua que teníamos en la semirreacción de reducción 00:06:21
Muy bien, luego esta ya, comprobando lo que es, si está bien, vamos, si está, normalmente se ha echado un vistazo y sí que coincide, 00:06:29
tenemos la ecuación iónica global ajustada, ¿vale? Ahora vamos a completar esta ecuación con los cationes y aniones del original 00:06:38
para obtener la ecuación molecular global ajustada, recordad que tenéis que poner las siglas, las siglas o la frase completa 00:06:48
para identificar, al igual que oxidación-reducción, cuál es cuál. El examinador quiere ver que sabéis cuál es cuál. 00:06:57
Así que empezamos a completar y con el original, pues el cromato estaba acompañado de potasios, 00:07:04
por lo tanto, aquí hemos añadido cuatro potasios que originalmente no lo teníamos en la ecuación iónica. 00:07:11
Los apuntamos abajo con lapicero para acordarnos después. Luego, los protones son 16 protones, 00:07:18
con lo cual habrá que poner obligatoriamente 16 moléculas de cloruro de hidrógeno, vamos, de ácido clorhídrico, con lo cual estamos añadiendo 16 cloros que habrá que añadir también a la derecha. 00:07:24
nos vamos a la derecha, el cromo va acompañado de cloro, aquí ya como hay dos y es el estricloruro 00:07:38
pues en total aquí ya estamos añadiendo de estos 16 de la izquierda ya aquí van 6 00:07:45
luego tenemos la original pone el cloruro de potasio y bueno antes de poner aquí el 4 00:07:50
ya os voy a explicar por qué hay que poner 4, vamos a continuar, hacemos primero el agua 00:07:59
que son 8 moléculas, y las 3 moléculas de cloro que teníamos en la ecuación iónica. 00:08:05
Al poner aquí las 3 moléculas de cloro, pues nos sale un total de 6 cloros, 00:08:11
6 cloros de aquí más otros 6 de aquí son 12, recordad que teníamos 16, entonces faltarían 4. 00:08:15
Esos 4 cloros que estarían aquí, más los 4 potasios que están aquí, 00:08:24
Y son lo que forman los cuatro cloruros de potasio que tenemos como producto. 00:08:29
Ahora bien, esta reacción nos dicen que ese producto aparece. 00:08:35
En otras reacciones no figura determinadas sustancias que aparecen como productos, 00:08:39
pero en esta ecuación nos la han dado en el original. 00:08:45
¿Quién es la especie oxidante? Pues la que oxida al otro. 00:08:49
En este caso, como os he dicho, el cromato de potasio, que siempre suele ser oxidante. 00:08:54
Y la especie reductora, pues va a ser el ácido clorhídrico. Así tendríamos completado el apartado A, que vale un punto. 00:08:59
El apartado B dice, es una estequiometría, dice que sabiendo que la reacción ocurre con un rendimiento del 65%, 00:09:09
calcular la masa de cromato de potasio necesaria para obtener 120 gramos de cloruro de cromo 3. 00:09:17
bueno, la masa molar del cloruro de cromo 3 es 158,5 00:09:26
sumando las masas atómicas que nos las da el enunciado 00:09:31
la masa molar del cromato de potasio son 194,2 00:09:34
de igual forma nos dan los valores de las masas atómicas 00:09:39
de cada una de las especies que intervienen 00:09:42
y bueno, pues vamos a hacerlo por factores de conversión 00:09:43
queremos obtener 120 gramos de cloruro de cromo 3 00:09:46
lo primero que hacemos es calcular el número de moles 00:09:52
por lo tanto utilizamos el factor de conversión de su masa molar 00:09:54
158,5 gramos es lo que pesa un mol de esta sustancia 00:09:59
ahora mismo nos encontramos entonces con que tenemos el número de moles 00:10:03
y acudimos a la ecuación molecular global ajustada 00:10:07
que está aquí, esta ecuación para averiguar cuánto cromato reacciona 00:10:12
es necesario que reaccione para obtener el cloruro de cromo 00:10:18
Y vemos que las relaciones cada dos moles de cloruro, lo voy a poner en otro color para que lo veáis, cada dos moles de cloruro de cromo que se forman es gracias a que han reaccionado dos moles de cromato de potasio. 00:10:22
Por lo tanto, las relaciones 2 a 2. Ahora mismo nos encontramos que tenemos el número de moles de cromato de potasio necesarios para esa reacción. Como nos piden la masa, pues lo que hacemos es la conversión con su masa molar. 00:10:40
situamos abajo un mol de cromato de potasio y arriba la masa molar porque un mol pesa 194,2 gramos 00:10:55
para poder simplificar aquí moles de cromato de potasio con moles de cromato de potasio 00:11:03
y obtenemos la masa necesaria de cromato de potasio, pero esta masa es si la reacción ocurriera al 100% 00:11:10
Cosa que en el enunciado nos dicen que tiene un rendimiento, no es cierta, porque tiene un rendimiento del 65%. Por lo tanto, ¿cuál es la masa necesaria de cromato de potasio para esos 120 gramos de cloruro de cromo? 00:11:18
pues serían, 100 es el total, de cada 100 solo se producen 65 y tenemos que obtener 147,3, con lo cual necesitamos 226,2, ¿vale? 00:11:34
Esto es lo que más os cuesta y, bueno, pues es la masa, o sea, el porcentaje lo escribís al revés. 00:11:50
no tiene sentido poner 65 partido por 100 00:11:59
¿por qué? porque entonces obtendríamos una masa menor 00:12:03
y si el rendimiento no es del 100% precisamente vamos a necesitar más cantidad 00:12:07
para producir lo que queremos conseguir que son los 120 gramos de cloruro de cromo 00:12:11
así que la masa necesaria son 226,2 gramos 00:12:18
Subido por:
M.amaya G.
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Fecha:
11 de mayo de 2024 - 12:25
Visibilidad:
Público
Centro:
IES SATAFI
Duración:
12′ 24″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
299.22 MBytes

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