Ajuste de reacciones en medio ácido

Los ajustes de reacciones se realizan de diferente forma dependiendo si la reacción en cuestión se encuentra en un medio ácido o básico. A continuación trataremos las reacciones en medio ácido.

Para tratar la temática podemos usar un claro ejemplo de reacción entre el permanganato de potasio KMnO4, y el yoduro de potasio, KI, cuando se encuentra en presencia de ácido sulfúrico, que es precisamente lo que proporciona el medio ácido.

KMnO4 + H2SO4 + KI → MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2O

Esta ecuación se ajusta en medio ácido, a través de las mismas etapas o pasos que se siguen para ajustar una reacción general. En el ejemplo que nos ocupa, los elementos químicos que varían sus números oxidación son el Mn y el I. El Mn pasa de contar con un número de oxidación de +7 en el KMnO4, a tener un número de +2 en el MnSO4. En cuanto al yodo, pasa de -1 en el KI a tener 0 en el I2; esta sería la etapa 1.

En el segundo paso del proceso, tratamos la ecuación iónica, donde solamente debemos indicar las especies químicas que varían los números de oxidación, es decir : MnO-4, I-, Mn2+ y I2.

MnO-4 + I- → Mn2+ + I2

En el paso tercero, la reacción la dividimos en dos semirreacciones, para posteriormente poder ajustarlas por separado. Así las semirreacciones serán:

La semirreacción de reducción: MnO-4 → Mn2+

La semirreacción de oxidación: I- → I2

Ajustar la semirreacción de oxidación es sencillo, tan sólo debemos tener en cuenta la carga y el número de átomos:

2I- → I2 + 2e-

En cambio, ajustar la semirreacción de reducción es quizás más complicado, pues debe realizarse siguiendo una serie de pasos y reglas:

1. Se ajustan todos los átomos, siempre que no sean hidrógenos y oxígenos.

2. Los oxígenos los ajustamos adicionando moléculas de H2O en el lado de la semirreacción en el cual sea preciso.

3. Para ajustar a los átomos de hidrógeno añadimos tantos iones H+ como sea necesario.

4. En último lugar, nos fijamos en las cargas, las cuales se ajustarán a ambos lados añadiendo electrones.

Así en nuestro ejemplo:

• La semirreacción ajustada en cuanto al número de átomos del Mn quedaría tal que MnO-4 → Mn2+
• El número de hidrógenos  ( 8 átomos para el segundo miembro), se necesita poner 8 H+ para equilibrar el primer miembro.  MnO-4 + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
• En cuanto a la carga ( en el primer miembro de la ecuación +7 y +2 en el segundo), el ajuste se realiza adicionando 5 electrones en miembro primero de la ecuación: MnO-4 + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O

 

Al combinar ambas semirreacciones obtenemos la  ecuación iónica global, pudiendo también cancelarse los electrones de los dos miembros de la ecuación ( paso 4).  EN nuestro caso tenemos que multiplicar x2 ambas semirrecciones de la reducción, y la semirreacción de oxidación la multiplicaremos por 5. Así en ambos lados de las semirreacciones nos quedarán un total de 10 electrones que podremos cancelar.

En último lugar, tan sólo nos queda escribir la ecuación completa, añadiendo todas las especies que no contribuyeron en las semirreacciones. En este paso tendremos que tener muy en cuenta la información que tenías al inicio del procedimiento ajustando poco a poco. El ácido del primer miembro será el ácido sulfúrico, así como en el segundo miembro el Mn2, se complementará siendo el compuesto MnSO4, y así haremos como el resto de compuestos.

Realizando un reajuste de coeficientes estequiométricos llegaríamos a la reacción redox global y finalizaríamos el procedimiento.

2 KMnO4 + 10KI + 8 H2SO4 → 2 MnSO4 + 8 H2O + 5 I2 + 6 K2SO4