1. PbO2 + Sb + KOH → PbO + KSbO2 + H2O (Medio básico)
Paso 1. Se divide la reacción redox a las semi-reacciones. Una reacción redox es una reacción en la que se llevan a cabo simultáneamente la oxidación y la reducción.
a) Determina los números de la oxidación de cada átomo de la reacción.
Pb+4O-22 + Sb0 + K+1O-2H+1 → Pb+2O-2 + K+1Sb+3O-22 + H+12O
b) Identifica los pares redox de todos los átomos oxidados (a los que se ha agregado el número de la oxidación) y todos los que han sido reducidos (a los que se ha reducido el número de oxidación).
| O: | Sb0 → K+1Sb+3O-22 | (Sb) |
| R: | Pb+4O-22 → Pb+2O-2 | (Pb) |
c) Combinar los pares redox en dos reacciones: una es para representar la oxidación, y la otra para la reducción.
| O: | Sb0 → K+1Sb+3O-22 | |
| R: | Pb+4O-22 → Pb+2O-2 |
Paso 3. Equilibrar las semi-reacciones.
a) Se equilibran todos los átomos excepto del oxígeno y del hidrógeno. Los reactantes van solamente al lado izquierdo de la ecuación, y los productos del lado derecho.
| O: | Sb + KOH → KSbO2 | |
| R: | PbO2 → PbO |
b) Equilibramos los átomos del oxígeno. Verifica el número de los átomos que sea el adecuado del lado izquierdo de la ecuación comparado con el lado derecho de la misma. Si esto no es así, hay que equilibrar agregando moléculas de agua donde hay menos átomos de oxígeno.
| O: | Sb + KOH + H2O → KSbO2 | |
| R: | PbO2 → PbO + H2O |
c) Ahora vamos a equilibrar los átomos del hidrógeno. Se equilibran añadiendo el protón (H+) al lado donde faltan átomos del hidrógeno.
| O: | Sb + KOH + H2O → KSbO2 + 3H+ | |
| R: | PbO2 + 2H+ → PbO + H2O |
Paso 4. Equilibrar las cargas. Si sumamos las cargas del lado de los productos, estas deben de equivaler a la suma de las cargas de los reactantes. (no es necesario que sean igual a cero). Para equilibrar las cargas se añaden electrones (e–) en el lado donde hacen falta cargas negativas.
| O: | Sb + KOH + H2O → KSbO2 + 3H+ + 3e– | |
| R: | PbO2 + 2H+ + 2e– → PbO + H2O |
Paso 5. Ahora tendremos que igualar el número de electrones perdidos y recibidos. Ya que el número de los electrones que se liberan en la reacción de oxidación debe ser idéntico al número de los electrones que se reciben en la reacción de la reducción, vamos a multiplicar ambas ecuaciones por el factor que nos dará el mínimo común multiplicador, como se muestra a continuación.
| O: | Sb + KOH + H2O → KSbO2 + 3H+ + 3e– | | *2 |
| R: | PbO2 + 2H+ + 2e– → PbO + H2O | | *3 |
Esto sería igual a:
| O: | 2Sb + 2KOH + 2H2O → 2KSbO2 + 6H+ + 6e– | |
| R: | 3PbO2 + 6H+ + 6e– → 3PbO + 3H2O |
Paso 6. Suma las semi-reacciones. Se suman como ecuaciones algebraicas ordinarias, de tal manera que de un lado estén los productos, y del otro los reactantes.
2Sb + 3PbO2 + 2KOH + 6H+ + 2H2O + 6e– → 2KSbO2 + 3PbO + 6H+ + 3H2O + 6e–
Paso 7. Acortamos la ecuación. Las especies de ambas ecuaciones sumadas se acortan. Si es necesario, la ecuación se divide por el máximo común divisor para reducir lo más posible los coeficientes.
2Sb + 3PbO2 + 2KOH → 2KSbO2 + 3PbO + H2O
Paso 8: Para finalizar deberás de verificar que las cargas y los elementos se encuentran equilibrados. Se verifica si la suma de los átomos en un lado de la ecuación es la misma quela suma del otro lado.
Después se debe de verificar si la suma de las cargas eléctricas en el lado izquierdo de la ecuación es igual a la suma del otro lado.
El resultado sería:
3PbO2 + 2Sb + 2KOH → 3PbO + 2KSbO2 + H2O
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Ion electrón medio acido ejercicios resueltos
Aquí tienes dos ejercicios resueltos sobre el medio ácido utilizando la transferencia de electrones y los iones:
Ejercicio 1
Se tiene la siguiente reacción de reducción-oxidación en medio ácido:
Fe²⁺(aq) + MnO₄⁻(aq) → Fe³⁺(aq) + Mn²⁺(aq)
Se pide balancear la ecuación por el método del ion-electrón.
Solución: Paso 1: Identificar los cambios de oxidación en los elementos involucrados.
Fe²⁺ se oxida a Fe³⁺ (aumenta su número de oxidación en 1). MnO₄⁻ se reduce a Mn²⁺ (disminuye su número de oxidación en 5).
Paso 2: Escribir las semirreacciones de reducción y oxidación.
Semirreacción de reducción: MnO₄⁻(aq) → Mn²⁺(aq)
Semirreacción de oxidación: Fe²⁺(aq) → Fe³⁺(aq)
Paso 3: Balancear las semirreacciones.
Para la semirreacción de reducción: MnO₄⁻(aq) + 8H⁺(aq) + 5e⁻ → Mn²⁺(aq) + 4H₂O(l)
Para la semirreacción de oxidación: Fe²⁺(aq) → Fe³⁺(aq) + e⁻
Paso 4: Igualar el número de electrones en ambas semirreacciones.
Multiplicamos la semirreacción de oxidación por 5 para igualar el número de electrones: 5Fe²⁺(aq) → 5Fe³⁺(aq) + 5e⁻
Paso 5: Combinar las semirreacciones.
Sumamos las semirreacciones para obtener la ecuación balanceada completa: MnO₄⁻(aq) + 8H⁺(aq) + 5Fe²⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 4H₂O(l) + 5Fe³⁺(aq)
Respuesta: La ecuación balanceada en medio ácido es: MnO₄⁻(aq) + 8H⁺(aq) + 5Fe²⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 4H₂O(l) + 5Fe³⁺(aq)
Ejercicio 2
Se tiene la siguiente reacción de reducción-oxidación en medio ácido:
Cr₂O₇²⁻(aq) + H₂O(l) + Fe²⁺(aq) → Cr³⁺(aq) + Fe³⁺(aq) + OH⁻(aq)
Se pide balancear la ecuación por el método del ion-electrón.
Solución: Paso 1: Identificar los cambios de oxidación en los elementos involucrados.
Cr₂O₇²⁻ se reduce a Cr³⁺ (disminuye su número de oxidación en 3). Fe²⁺ se oxida a Fe³⁺ (aumenta su número de oxidación en 1).
Paso 2: Escribir las semirreacciones de reducción y oxidación.
Semirreacción de reducción:
Cr₂O₇²⁻(aq) + 14H⁺(aq) + 6e⁻ → 2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l)
Semirreacción de oxidación: Fe²⁺(aq) → Fe³⁺(aq) + e⁻
Paso 4: Igualar el número de electrones en ambas semirreacciones.
Multiplicamos la semirreacción de oxidación por 6 para igualar el número de electrones: 6Fe²⁺(aq) → 6Fe³⁺(aq) + 6e⁻
Paso 5: Combinar las semirreacciones.
Sumamos las semirreacciones para obtener la ecuación balanceada completa: Cr₂O₇²⁻(aq) + 14H⁺(aq) + 6Fe²⁺(aq) → 2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l) + 6Fe³⁺(aq)
Respuesta: La ecuación balanceada en medio ácido es: Cr₂O₇²⁻(aq) + 14H⁺(aq) + 6Fe²⁺(aq) → 2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l) + 6Fe³⁺(aq)
Recuerda que en el método del ion-electrón, primero se identifican los cambios de oxidación, luego se escriben las semirreacciones de reducción y oxidación, se iguala el número de electrones y finalmente se combinan las semirreacciones para obtener la ecuación balanceada completa.
Muy buen articulo, muy recomendable! Un cordial saludo.
MUY BIEN LA RESPUESTA FELICIDADES