Question

El sulfato férrico se utiliza en la industria, en las operaciones de tratamiento de aguas y aguas residuales debido a su capacidad como floculante, coagulante y para eliminar el olor de los compuestos de azufre. Una de sus formas de obtención es a través de la siguiente reacción:

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 -------> MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Balancee la reacción por el método del ion-electrón o redox.
Calcule la masa de sulfato férrico que se obtienen cuando reaccionan 79 g de agente oxidante

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

Primero se deben colocar los números de oxidación de los iones, así:$K^{+1}MnO_{4}^{-2} + Fe^{+2} SO_{4}^{-2} + H_{2}^{+1}SO_{4}^{-2} -------> Mn^{+2}SO_{4}^{-2} + Fe_{2} ^{+3}(SO_{4} )_{3} ^{-2} + K_{2}^{+1} SO_{4}^{-2} +H_{2}O.$

Los elementos que tienen una variación de números de oxidación son el anión permanganato (MnO4) a manganeso +2 (Mn+2) y el ión hierro Il (Fe+2) a hierro +3 (Fe+3).  A continuación se dispone a colocar las ecuaciones del balance REDOX, (tenga en cuenta que el subindice del hierro +3 no se coloca ya que variaría el balance global), así:

$1(5e^{-} + 8H^{+} +MnO_{4}^{-1}------->Mn^{+2} + H_{2} O^{0}) \\ 5(Fe^{+2} ------->Fe^{+3} + 1e^{-})$

La reacción global es la siguiente:

$8H^{+} + MnO_{4}^{-1} + 5 Fe^{+2}------->Mn^{+2} + 4H_{2}O^{0} +5Fe^{+3}$

Si reemplaza en la ecuación inicial, el balance quedaría así:

$2K^{+1}MnO_{4}^{-2} + 10Fe^{+2} SO_{4}^{-2} + 8H_{2}^{+1}SO_{4}^{-2} -------> 2Mn^{+2}SO_{4}^{-2} + 5Fe_{2} ^{+3}(SO_{4} )_{3} ^{-2} + K_{2}^{+1} SO_{4}^{-2} +8H_{2}O.$

NOTA: Se debe recordar que, la ecuación debe terminarse de balancear por método tanteo.

Ahora bien, según el planteamiento REDOX, el MnO4 se reduce y el Fe+2 se oxida, la teoría nos dice que el compuesto que sufre el proceso de reducción se refiere al agente oxidante y que el compuesto que sufre la reacción de oxidación es el agente reductor.

Teniendo en cuenta lo anterior, para el segundo punto partimos desde el calculo de las moles del agente oxidante MnO4.

$nMnO_{4} = \frac{79 g MnO_{4} }{118.93 g/molMnO_{4} } = 0.66 mol MnO_{4}.$

Teniendo estas moles, debemos pasar estas moles de MnO4 a moles de Fe2(SO4)3.

$0.66 mol MnO_{4} *\frac{5 mol Fe_{2}(SO_{4})_{3} }{2 mol MnO_{4} } \\= 1.65 mol de Fe_{2}(SO_{4})_{3}$

Las moles de MnO4 se cancelan y el resultado son 1,65 mol de Fe2(SO4)3, con este valor podemos calcular la masa del sulfato ferrico:

$n=\frac{wr}{P.M}$

Donde:

n= Número de moles de sulfato férrico

wr= Masa del sulfato ferrico o lo que queremos hallas

P.M= Peso molecular del sulfato férrico.

Despejando wr, nos va a dar el resultado del problema, así:

$wr= n*P.M\\wr= 1,65 mol Fe_{2}(SO_{4})_{3}* 399.88 g/mol Fe_{2}(SO_{4})_{3}\\wr= 659.80 g Fe_{2}(SO_{4})_{3}.$

El resultado es 659.8 g de sulfato férrico.