Ajuste de un proceso rédox: método ion-electrón (2214)

, por F_y_Q

|

Ajusta el siguiente proceso de oxidación-reacción utilizando el método del ion-electrón:

$$$ \text{NaMnO}_4 + \text{H}_2\text{O}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4\ \to\ \text{MnSO}_4 + \text{O}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{Na}_2\text{SO}_4$$$

P.-S.

Tienes que ver qué átomos varían su estado de oxidación. En la reacción del enunciado, el manganeso varía de un estado de oxidación de (7+) a (2+), es decir, se reduce aceptando 5 electrones, pero el oxígeno también se reduce, pasando de (1-) del agua oxigenada a (2-) del agua, aceptando otro electrón. Es necesario que haya otro elemento que se oxide y éste es el propio oxígeno que pasa de (1-) del agua oxigenada a (0) del oxígeno molecular.

Escribes las semirreacciones de reducción y oxidación. Como hay dos elementos que se reducen haces dos semirreacciones de reducción que luego sumas, para que quede más claro:

$$$ \text{MnO}_4^- + 5\text{e}^- + 8\text{H}^+\ \to\ \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}$$$
$$$ \text{H}_2\text{O}_2 + 2\text{e}^- + 2\text{H}^+\ \to\ 2\text{H}_2\text{O}$$$

Si sumas ambas semirreacciones obtienes la semirreacción de reducción completa:

$$$ \color{royalblue}{\bf MnO_4^{-} + H_2O_2 + 7e^- + 10H^+\ \to\ Mn^{2+} + 6H_2O}$$$

Haces ahora la semirreacción de oxidación:

$$$ \color{royalblue}{\bf H_2O_2\ \to\ O_2 + 2H^+ + 2e^-}$$$

En la semirreacción de reducción se han transferido 7 electrones mientras que en la de oxidación sólo hay 2 electrones. Debes multiplicar por 2 la primera y por 7 la última semirreacción para que los electrones sean los mismos en ambos procesos. Si sumas las dos semirreacciones, habiendo hecho las multiplicaciones indicadas, obtienes:

$$$ \color{royalblue}{\bf 2MnO_4^{1-} + 9H_2O_2 + 20H^+\ \to\ 2Mn^{2+} + 7O_2 + 14H^+ + 12H_2O}$$$

Simplificando los protones y obtienes la ecuación iónica:

$$$ \color{forestgreen}{\bf 2MnO_4^{1-} + 9H_2O_2 + 6H^+\ \to\ 2Mn^{2+} + 7O_2 + 12H_2O}$$$

Conviertes la ecuación iónica en ecuación molecular:

$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf 2NaMnO_4 + 9H_2O_2 + 3H_2SO_4\ \to\ 2MnSO_4 + 7O_2 + 12H_2O + Na_2SO_4}}$$$