22.11: Método de Media Reacción en Solución Básica

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 70608

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

El cianuro es un material muy tóxico. Generado principalmente por procesos industriales de fabricación, este anión puede causar efectos neurológicos y daños a tejidos sensibles como la glándula tiroides.

El tratamiento con gas cloro en solución básica destruye eficazmente cualquier cianuro presente convirtiéndolo en gas nitrógeno inofensivo. La reacción es la siguiente:

\[2 \ce{NaCN} + 5 \ce{Cl_2} + 12 \ce{NaOH} \rightarrow \ce{N_2} + 2 \ce{Na_2CO_3} + 10 \ce{NaCl} + 6 \ce{H_2O}\nonumber \]

Método de Media Reacción en Solución Básica

Para las reacciones que ocurren en solución básica en lugar de solución ácida, los pasos para equilibrar la reacción son principalmente los mismos. Sin embargo, después de terminar el paso 6, agregue un número igual de\(\ce{OH^-}\) iones a ambos lados de la ecuación. Combina el\(\ce{H^+}\) y\(\ce{OH^-}\) para hacer\(\ce{H_2O}\) y cancelar cualquier molécula de agua que aparezca en ambos lados. Usando el ejemplo de la oxidación de\(\ce{Fe^{2+}}\) iones por dicromato\(\left( \ce{Cr_2O_7^{2-}} \right)\), obtendríamos los siguientes tres pasos:

1. Añadir los iones hidróxido:

\[14 \ce{OH^-} \left( aq \right) + 14 \ce{H^+} \left( aq \right) + 6 \ce{Fe^{2+}} \left( aq \right) + \ce{Cr_2O_7^{2-}} \left( aq \right) \rightarrow 6 \ce{Fe^{3+}} \left( aq \right) + 2 \ce{Cr^{3+}} \left( aq \right) + 7 \ce{H_2O} \left( l \right) + 14 \ce{OH^-} \left( aq \right)\nonumber \]

2. Combine los iones hidrógeno y los iones hidróxido para hacer agua:

\[14 \ce{H_2O} \left( l \right) + 6 \ce{Fe{2+}} \left( aq \right) + \ce{Cr_2O_7^{2-}} \left( aq \right) \rightarrow 6 \ce{Fe^{3+}} \left( aq \right) + 2 \ce{Cr^{3+}} \left( aq \right) + 7 \ce{H_2O} \left( l \right) + 14 \ce{OH^-} \left( aq \right)\nonumber \]

3. Cancele siete moléculas de agua de ambos lados para obtener la ecuación final:

\[7 \ce{H_2O} \left( l \right) + 6 \ce{Fe^{2+}} \left( aq \right) + \ce{Cr_2O_7^{2-}} \left( aq \right) \rightarrow 6 \ce{Fe^{3+}} \left( aq \right) + 2 \ce{Cr^{3+}} \left( aq \right) + 14 \ce{OH^-} \left( aq \right)\nonumber \]

La ecuación todavía está equilibrada por átomos y por carga, pero la presencia de iones hidróxido en lugar de iones hidrógeno significa que la reacción se lleva a cabo en solución básica. Por lo general, la mayoría de las reacciones redox en realidad solo procederán en un tipo de solución u otro. La oxidación de\(\ce{Fe^{2+}}\) by\(\ce{Cr_2O_7^{2-}}\) no ocurre en solución básica, y solo se equilibró de esta manera para demostrar el método.

En resumen, la elección de qué método de equilibrio utilizar depende del tipo de reacción. El método de oxidación-número funciona mejor si las especies oxidadas y reducidas aparecen solo una vez en cada lado de la ecuación, y si no hay ácidos o bases presentes. El método de media reacción es más versátil y funciona bien para reacciones que involucran iones en solución acuosa.