3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 191
Al multiplicar las reacciones para eliminar los electrones y, después, sumar las ecuaciones, queda:
4Fe +2 + 8S − + 11O 2 → 4Fe 3+ + 8S +4 + 22O 2−
Se juntan los iones para formar los compuestos, y resulta 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
En problemas como éste hay números de oxidación inusuales (S − ). Entonces surge una pregunta: “¿Qué sucedería
si se seleccionan números de oxidación erróneos?” La respuesta es que se obtendría el mismo resultado siempre que el
método se siguiera en forma consistente. Si se hubiera seleccionado +4 para el Fe y −2 para el S, el aumento total del
estado de oxidación seguiría siendo 11. En otras palabras, lo importante es la diferencia en los números de oxidación, y no
los números de oxidación exactos.
11.6. Balancee la siguiente reacción de oxidación-reducción que se efectúa en disolución básica:
Zn + Na + NO 1−
3
+ Na + OH − → (Na + ) 2 ZnO 2−
2
+ NH 3 + H 2 O
El elemento que se reduce es el nitrógeno, de +5 a −3; su semirreacción es:
NO 1−
3 → NH 3
La cantidad de nitrógenos es igual en ambos lados y a continuación se analiza la carga y los electrones. Como el
nitrógeno es +5 en el nitrato y −3 en el amoniaco, intervienen 8 electrones.
8e − + NO 1−
3 → NH 3
El oxígeno y el hidrógeno no están balanceados, y tampoco las cargas netas en los lados izquierdo y derecho. Una
forma de balancear la semirreacción se basa en el ion hidróxido, OH − , para balancear las cargas, y después atender los
átomos. En las reacciones anteriores, cuando el medio era ácido, se usaron iones hidrógeno y agua. Se pueden agregar
hidróxido y agua, porque la reacción ocurre en un medio básico. La carga neta en el lado izquierdo es −9 y en el lado
derecho es cero. Se agregan 9OH − en el lado derecho para balancear las cargas netas.
8e − + NO 1−
3 → NH 3 + 9OH −
Como hay hidrógenos en el lado derecho y no en el izquierdo, se agregan 6H 2 O en el lado izquierdo.
6H 2 O + 8e − + NO 1−
3 → NH 3 + 9OH −
Al contar los átomos de oxígeno se observa que hay la misma cantidad en ambos lados: nueve. La semirreacción de reducción
está balanceada.
Se toma nota de que el zinc se oxida de 0 a +2. La semirreacción de oxidación es:
Zn → ZnO 2−
2
Como ya está balanceado el zinc en esta semirreacción, se atenderá a la transferencia de electrones. El cambio de carga del
zinc es de 0 a +2, lo que indica que perdió 2 electrones.
Zn → ZnO 2−
2 + 2e −
También se observa que el oxígeno y las cargas no están balanceados. Como la carga neta en el lado derecho es −4 y el
medio es básico, se agrega −4 en el lado izquierdo, en forma de 4 iones hidróxido. Naturalmente, eso equivale a tener que
agregar H 2 O en el lado derecho para apegarse a la ley de la conservación de la materia en cuanto al hidrógeno se refiere.
4OH − + Zn → ZnO 2−
2 + 2e − + 2H 2 O
Las dos semirreacciones balanceadas se deben multiplicar por factores que aseguren la simplificación de los electrones,
para poder sumarlas y obtener la reacción total de oxidación-reducción.
1(6H 2 O + 8e − + NO 1−
3 → NH 3 + 9OH − ) se transforma en 6H 2 O + 8e − + NO 1−
3 → NH 3 + 9OH −
4(4OH − + Zn → ZnO 2−
2 + 2e − + 2H 2 O) se transforma en 16OH − + 4Zn → 4ZnO 2−
2 + 8e − + 8H 2 O