ejercicios de quimica IV resueltos-58

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EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA 173 JUNIO 2007 
 
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1.- El cloro gas se obtiene por reacción del permanganato potásico sólido 
con una disolución de ácido clorhídrico. En dicha reacción, además del 
cloro se forma cloruro de manganeso (II) en disolución, cloruro potásico en 
disolución y agua líquida. 
a) Ajustar la mencionada reacción mediante el método del ión-electrón. 
b) Calcular el volumen de cloro recogido sobre agua a 25 ºC y 760 mm Hg 
al mezclar 3,0 g de permanganato potásico con 10 mL de una disolución de 
HCl al 37% de riqueza y 1,18 g/mL de densidad, sabiendo que el 
rendimiento de la reacción es del 80%. 
 
 
Datos: 
Mmolar (g/mol): K-39,1; Mn-55,0; O-16,0; H-1,0; Cl- 35,5; Pv(H2O, 25 
ºC)= 23,76 mm Hg; R= 0,082 atm·L/mol·K 
 
Resolución 
a) Primeramente se debe asignar el número de oxidación correspondiente a 
cada elemento de los diferentes compuestos que intervienen en la reacción, 
para comprobar cuál se oxida y cuál se reduce: 
 
1+7 -2 +1 -1 0 +2 -1 +1 -1 +1 -2
4 2 2 2KMnO (s) + HCl(ac) Cl (g) + MnCl (ac) + KCl(ac) + H O(l)
+
→ 
 
Ahora se puede determinar la semirreacción de oxidación y la de 
reducción: 
 
 
-
2
- 2+
4
oxidación : Cl Cl
reducción : MnO Mn
→
→
 
 
Ajustando los elementos y las cargas: 
 
- -
2
- + - 2+
4 2
oxidación : 2 Cl Cl + 2e
reducción : MnO +8 H +5e Mn + 4 H O
→
→
 
 
174 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 3 
 168 
Ya se puede proceder a sumar ambas semirreacciones: 
 
- -
2
- + - 2+
4 2
- - + 2+
4 2 2
 2 Cl Cl + 2e 5
 MnO +8 H +5e Mn + 4 H O 2
__________________________________________
10 Cl + 2 MnO +16 H 5 Cl + 2 Mn +8 H O
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⎡ ⎤
⎢ ⎥⎣ ⎦
→ ⋅
→ ⋅
→
 
 
Por lo tanto, la reacción ajustada sería: 
 
→4 2 2 22 KMnO (s) +16 HCl(ac) 5 Cl (g) + 2 MnCl (ac) + 2 KCl(ac) + 8 H O(l) 
b) Para determinar el volumen de cloro que se recogerá sobre agua en unas 
condiciones determinadas, primero se debe calcular la cantidad de dicho 
gas que se producirá dependiendo de la cantidad de reactivos presentes. La 
cantidad de producto a obtener vendrá determinada por el reactivo 
limitante. Para su cálculo se parte de uno de los reactivos y se llega al otro. 
 
4
4
4 4
1 mol KMnO 36,5 g HCl 100 g dis. HCl16 mol HCl3,0 g KMnO 158,1 g KMnO 2 mol KMnO 1 mol HCl 37 g HCl
1 mL dis. HCl = 12,7 mL dis. HCl1,18 g dis. HCl
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅
 
Para que reaccionen 3,0 g de permanganato potásico, se necesitan 12,7 mL 
de disolución de HCl. Como tenemos 10 mL de dicha disolución, el HCl 
es el reactivo limitante. 
 
ESTRATEGIA DE RESOLUCIÓN 1 
 
También podríamos habernos planteado el cálculo del reactivo limitante 
partiendo de 10 mL de disolución de HCl y calculando los gramos de 
permanganato potásico necesarios para su reacción completa. 
 
4
4
4
4
2 mol KMnO 1,18 g dis. HCl 37 g HCl 1 mol HCl10 mL dis. HCl 1 mL dis. HCl 100 g dis. HCl 36,5 g HCl 16 mol HCl
158,1 g KMnO
= 2,4 g de KMnO1 mol KMnO
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅