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MÉTODO DEL IÓN-ELECTRÓN

Para entender este método se debe tener claro cómo se producen las disociaciones de ácidos,
bases y sales (electrolitos).
          Los ÁCIDOS se disocian en H+ y el anión negativo.
                    HNO3             H+ + NO3-

                    H2SO4            2 H+ + SO4 -2
                    H3PO4        3 H+ + PO4-3



          Las BASES (hidróxidos) se disocian en el catión positivo y el OH-

                    NaOH                    Na+ + OH-

                    Mg(OH)2             Mg+2 + 2 (OH)-

                    Al(OH)3               Al+3 + 3 (OH)-


          Las SALES se disocian en los iones correspondientes (catión positivo y el anión
           negativo.

                    Ag Cl             Ag+   +Cl-
                    AgNO3        Ag+ + NO3-

                    Cu(NO3)2            Cu+2 + 2 (NO3)-
                    Al2(SO4)3        2 Al+3 + 3 (SO4)-2


Disociar:           KMnO4             K2Cr2O7         FeSO4           Cr2(SO4)3

                    PASOS PARA IGUALAR ECUACIONES POR IÓN-ELECTRÓN

1.- Si la ecuación está en forma molecular pasarla a forma iónica. Aquí hay que tener en
       cuenta que LAS SUSTANCIAS ELEMENTALES O ELEMENTOS LIBRES, LOS
       ÓXIDOS, EL H2O Y EL H2O2 NO SE DISOCIAN, sólo se disocian los electrolitos
       (ácidos, bases y sales).
ejemplo:


           I2   + HNO3                           HIO3         +   NO      +   H 2O     (Molecular)

Se pasa a forma iónica;
           I2   +    H+NO3-                         H+lO3-        +    NO     +      H2O (Iónica)


2.-       Se escribe por separado el esqueleto de las ecuaciones iónicas parciales del agente
           oxidante y el agente reductor.
I2                       lO3-
                                     NO3-                      NO

3.- Se balancea por tanteo (inspección) los átomos distintos de H y O :

                                     I2                       2lO3-

                                                          o

                                           -
                                     NO3                       NO


4.- Igualar los átomos de oxígenos agregando moléculas de H2O para balancear los oxígenos:



                                     I2        + 6H2O                         2lO3-
                                     NO3-                      NO + 2 H2O



5.- Igualar los átomos de hidrógenos H+ (iones hidrógenos) donde falta hidrógeno.

                      I2       + 6H2O                             2 lO3-     +    12 H+
                               NO3-       +     4H+                        NO + 2H2O

6.- Contar la carga total en ambos lados de cada ecuación parcial y agregar e- en el miembro
        deficiente en carga negativa (-) o que tenga exceso de carga positiva (+)

        I2     + 6H2O                             2lO3-   +     12H+        + 10 e-           (oxidación)

        NO3-      +    4H+       + 3e -                           NO + 2H2O            (reducción)



    LOS PASOS REALIZADOS HASTA AQUÍ SON COMUNES PARA REACCIONES EN MEDIO
                    ÁCIDOS, NEUTROS O BÁSICOS (ALCALINOS).

Si la reacción está en medio básico o alcalino después de haber colocado los e- se debe: “agregar a cada
miembro de las ecuaciones parciales tantos OH- como H+ haya. Combinar los H+ y OH- para formar
H2O y anular el agua que aparezca duplicado en ambos miembros”.



Nota: En esta ecuación no se realiza porque no tiene OH-, es decir, no está en medio básico (está en
medio ácido, HNO3).

7.- Igualar el número de e- perdidos por el agente reductor, con los e- ganados por el agente oxidante,
       multiplicando las ecuaciones parciales por los números mínimos necesario para esto.



                3 x (I2        + 6H2O                     2lO3-       +    12H+   +   lOe-)

        10 x (NO3-         +   4H+    + 3e-                     NO + 2H2O)
3 I2         + 18 H2O                                     6 IO3-          +   36H+          +    30 e-
                                                                       -
                    10NO3-               +       40 H+        + 30 e                          10 NO + 20 H2O




8.-   Se suman las dos medias reacciones cancelando cualquier cantidad de e-, H+, OH- o H2O                                             que
        aparezca en ambos lados, con lo cual se obtendrá la ecuación finalmente balanceada.


                                 3 I2                + 18 H2O                            6 IO3-            +   36H+        + 30 e

        10 NO3-          +       40 H+               + 30 e-                         10 NO + 20 H2O
                                 -                        +                          -
        3I2    +        10NO3            +           4H                       6IO3            +       10NO      +       2H2O


 Si la ecuación fue dada originalmente en forma iónica, ésta es la respuesta del problema.

 Si la ecuación fue dada originalmente en forma molecular; se trasladan estos coeficientes a la ecuación
  molecular y se inspeccionan el balanceo de la ecuación.

Ejemplo:

        3I2    +        10HNO3                                   6HIO3          +    10NO             +    2H2O



Problemas Resueltos:


4.1 Ajustar por el método del ión-electrón las siguientes reacciones:


        a) Zn + NO3-                     + H+                                Zn+2 + NH4+              + H2O
                   +2                -                                  +3
        b)    Fe         + NO3                                     Fe         + NO                              (solución ácida)

        c)    MnO4-          +    I-             +    H2O                           MnO2          +       I2    +    OH-

        d) CIO3-         +       I-                                    CI-      +        I2                         (solución básica)

Soluciones:


       4Zn         +     NO3-                +       10 H+                      4Zn+2         +           NH+4 +      3 H2 O



b) La ecuación está en solución ácida no tiene los iones de H+ pero al balancearla le colocaremos los iones
de H+ y H2O.
                  3Fe+2 + NO3-         +    4 H+                  3Fe+3 +      NO      + 2 H 2O

c) La ecuación está en medio alcalino por presencia de OH-. Se realizan los pasos comunes hasta el 6 y
luego se agrega a cada miembro tanto OH- como H+ haya, luego se eliminan los H+ formando agua y se
eliminan los O2O duplicados en ambos miembros.

        MnO4- + 4 H+                 + 3 e-                        MnO2         + 2 H2O                        Ag. Oxidante
2 I-                          I2       + 2 e-                                Ag. Reductor



Ahora agrego al agente oxidante a la izquierda y a la derecha 4 OH-, combino los 4 OH- con 4 H+ y
formo 4 H2O y elimino 4 H2O a la izquierda con 2 H2O a la derecha y nos quedan 2 H2O a la izquierda.

                2 MnO4-      +     6 I- +       4 H2O                               2 MnO2       + 3 I2          + 8 OH-

d) La ecuación está en solución básica, no aparecen los iones OH-, pero éstos los colocaremos junto con
el agua al balancear la ecuación.

                         ClO3- +   6 I- +       3 H2O                         Cl-     +        6 I2   +     6 OH-



4.2 Ajustar por el método del ion-electrón e indicar cuál es el agente oxidante y cuál el agente reductor.

a) Bi2O3         + KOH        +    KClO                    KBiO3         + KCl        + H2O

b) Cl2      +        KOH                        KClO3      +      KCl        + H 2O

c) C + HNO3                              CO2      +       NO2 + H2O

Soluciones:

 Estas ecuaciones están en forma molecular, debemos pasarla a forma iónica.

          a)              Bi2O3     + K+OH-           +   K+ClO                           K+BiO3-         + K+Cl   -
                                                                                                                           + H2O

          Se escriben las ecuaciones iónicas parciales de los agentes oxidante y reductor.

     Bi2O3        + 3 H2O                             2 BiO3-            +      6H+        +      4 e-                 Ag. Reductor.

         ClO-         + 2H+         + 2 e-                           Cl-        +         H2O                    Ag. Oxidante.

Como está en medio alcalino por contener iones OH- (KOH), se deben eliminar los H+ agregando en
ambos miembros de cada semi-reacción tantos OH- como H+ haya, luego combinar los H+ para formar
H2O y eliminar el H2O duplicando en ambos miembros.



         Bi2O3       +     2 OH-     +         2 ClO-                          2 BiO3-            +      2 Cl-         +     H2O

y trasladamos los coeficientes a la ecuación molecular:

         Bi2O3       +       2 KOH          + 2KClO                             2 KBiO3          +               H2O

b) Esta reacción es en solución básica por la presencia de KOH. Esta es una reacción de dismutación.
         Cl2    +     K+ OH-                     K+ ClO3-     +      K+ Cl- + H2O

Se escriben las ecuaciones iónicas parciales de los agentes oxidante y reductor

     6 Cl2       +       12 OH-                   2 ClO3-       +            6 H 2O         +     10 Cl-
Simplificando tenemos:

                   3 Cl2   +   6 OH-                 ClO3-    +      3 H2O        +   5 Cl-

y trasladamos estos coeficientes a la ecuación molecular:

c)                    C    +   H+NO3-                 CO2    +      NO2       +   H2O

Esta reacción esta en solución ácida por la presencia de HNO3 Ácida trioxonítrico (v) o Trioxonitrato (v)
de hidrógeno, tradicionalmente llamado ácido nítrico. Se escriben las reacciones iónicas parciales de los
agentes: oxidante y reductor.

       C + 4 HNO3                   CO2    + 4 NO2 + 2 H2O

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Ionelectron resumen

  • 1. MÉTODO DEL IÓN-ELECTRÓN Para entender este método se debe tener claro cómo se producen las disociaciones de ácidos, bases y sales (electrolitos).  Los ÁCIDOS se disocian en H+ y el anión negativo. HNO3  H+ + NO3- H2SO4  2 H+ + SO4 -2 H3PO4  3 H+ + PO4-3  Las BASES (hidróxidos) se disocian en el catión positivo y el OH- NaOH  Na+ + OH- Mg(OH)2  Mg+2 + 2 (OH)- Al(OH)3  Al+3 + 3 (OH)-  Las SALES se disocian en los iones correspondientes (catión positivo y el anión negativo. Ag Cl  Ag+ +Cl- AgNO3  Ag+ + NO3- Cu(NO3)2  Cu+2 + 2 (NO3)- Al2(SO4)3  2 Al+3 + 3 (SO4)-2 Disociar: KMnO4 K2Cr2O7 FeSO4 Cr2(SO4)3 PASOS PARA IGUALAR ECUACIONES POR IÓN-ELECTRÓN 1.- Si la ecuación está en forma molecular pasarla a forma iónica. Aquí hay que tener en cuenta que LAS SUSTANCIAS ELEMENTALES O ELEMENTOS LIBRES, LOS ÓXIDOS, EL H2O Y EL H2O2 NO SE DISOCIAN, sólo se disocian los electrolitos (ácidos, bases y sales). ejemplo: I2 + HNO3 HIO3 + NO + H 2O (Molecular) Se pasa a forma iónica; I2 + H+NO3- H+lO3- + NO + H2O (Iónica) 2.- Se escribe por separado el esqueleto de las ecuaciones iónicas parciales del agente oxidante y el agente reductor.
  • 2. I2 lO3- NO3- NO 3.- Se balancea por tanteo (inspección) los átomos distintos de H y O : I2 2lO3- o - NO3 NO 4.- Igualar los átomos de oxígenos agregando moléculas de H2O para balancear los oxígenos: I2 + 6H2O 2lO3- NO3- NO + 2 H2O 5.- Igualar los átomos de hidrógenos H+ (iones hidrógenos) donde falta hidrógeno. I2 + 6H2O 2 lO3- + 12 H+ NO3- + 4H+ NO + 2H2O 6.- Contar la carga total en ambos lados de cada ecuación parcial y agregar e- en el miembro deficiente en carga negativa (-) o que tenga exceso de carga positiva (+) I2 + 6H2O 2lO3- + 12H+ + 10 e- (oxidación) NO3- + 4H+ + 3e - NO + 2H2O (reducción) LOS PASOS REALIZADOS HASTA AQUÍ SON COMUNES PARA REACCIONES EN MEDIO ÁCIDOS, NEUTROS O BÁSICOS (ALCALINOS). Si la reacción está en medio básico o alcalino después de haber colocado los e- se debe: “agregar a cada miembro de las ecuaciones parciales tantos OH- como H+ haya. Combinar los H+ y OH- para formar H2O y anular el agua que aparezca duplicado en ambos miembros”. Nota: En esta ecuación no se realiza porque no tiene OH-, es decir, no está en medio básico (está en medio ácido, HNO3). 7.- Igualar el número de e- perdidos por el agente reductor, con los e- ganados por el agente oxidante, multiplicando las ecuaciones parciales por los números mínimos necesario para esto. 3 x (I2 + 6H2O 2lO3- + 12H+ + lOe-) 10 x (NO3- + 4H+ + 3e- NO + 2H2O)
  • 3. 3 I2 + 18 H2O 6 IO3- + 36H+ + 30 e- - 10NO3- + 40 H+ + 30 e 10 NO + 20 H2O 8.- Se suman las dos medias reacciones cancelando cualquier cantidad de e-, H+, OH- o H2O que aparezca en ambos lados, con lo cual se obtendrá la ecuación finalmente balanceada. 3 I2 + 18 H2O 6 IO3- + 36H+ + 30 e 10 NO3- + 40 H+ + 30 e- 10 NO + 20 H2O - + - 3I2 + 10NO3 + 4H 6IO3 + 10NO + 2H2O  Si la ecuación fue dada originalmente en forma iónica, ésta es la respuesta del problema.  Si la ecuación fue dada originalmente en forma molecular; se trasladan estos coeficientes a la ecuación molecular y se inspeccionan el balanceo de la ecuación. Ejemplo: 3I2 + 10HNO3 6HIO3 + 10NO + 2H2O Problemas Resueltos: 4.1 Ajustar por el método del ión-electrón las siguientes reacciones: a) Zn + NO3- + H+ Zn+2 + NH4+ + H2O +2 - +3 b) Fe + NO3 Fe + NO (solución ácida) c) MnO4- + I- + H2O MnO2 + I2 + OH- d) CIO3- + I- CI- + I2 (solución básica) Soluciones: 4Zn + NO3- + 10 H+ 4Zn+2 + NH+4 + 3 H2 O b) La ecuación está en solución ácida no tiene los iones de H+ pero al balancearla le colocaremos los iones de H+ y H2O. 3Fe+2 + NO3- + 4 H+ 3Fe+3 + NO + 2 H 2O c) La ecuación está en medio alcalino por presencia de OH-. Se realizan los pasos comunes hasta el 6 y luego se agrega a cada miembro tanto OH- como H+ haya, luego se eliminan los H+ formando agua y se eliminan los O2O duplicados en ambos miembros. MnO4- + 4 H+ + 3 e- MnO2 + 2 H2O Ag. Oxidante
  • 4. 2 I- I2 + 2 e- Ag. Reductor Ahora agrego al agente oxidante a la izquierda y a la derecha 4 OH-, combino los 4 OH- con 4 H+ y formo 4 H2O y elimino 4 H2O a la izquierda con 2 H2O a la derecha y nos quedan 2 H2O a la izquierda. 2 MnO4- + 6 I- + 4 H2O 2 MnO2 + 3 I2 + 8 OH- d) La ecuación está en solución básica, no aparecen los iones OH-, pero éstos los colocaremos junto con el agua al balancear la ecuación. ClO3- + 6 I- + 3 H2O Cl- + 6 I2 + 6 OH- 4.2 Ajustar por el método del ion-electrón e indicar cuál es el agente oxidante y cuál el agente reductor. a) Bi2O3 + KOH + KClO KBiO3 + KCl + H2O b) Cl2 + KOH KClO3 + KCl + H 2O c) C + HNO3 CO2 + NO2 + H2O Soluciones: Estas ecuaciones están en forma molecular, debemos pasarla a forma iónica. a) Bi2O3 + K+OH- + K+ClO K+BiO3- + K+Cl - + H2O Se escriben las ecuaciones iónicas parciales de los agentes oxidante y reductor. Bi2O3 + 3 H2O 2 BiO3- + 6H+ + 4 e- Ag. Reductor. ClO- + 2H+ + 2 e- Cl- + H2O Ag. Oxidante. Como está en medio alcalino por contener iones OH- (KOH), se deben eliminar los H+ agregando en ambos miembros de cada semi-reacción tantos OH- como H+ haya, luego combinar los H+ para formar H2O y eliminar el H2O duplicando en ambos miembros. Bi2O3 + 2 OH- + 2 ClO- 2 BiO3- + 2 Cl- + H2O y trasladamos los coeficientes a la ecuación molecular: Bi2O3 + 2 KOH + 2KClO 2 KBiO3 + H2O b) Esta reacción es en solución básica por la presencia de KOH. Esta es una reacción de dismutación. Cl2 + K+ OH- K+ ClO3- + K+ Cl- + H2O Se escriben las ecuaciones iónicas parciales de los agentes oxidante y reductor 6 Cl2 + 12 OH- 2 ClO3- + 6 H 2O + 10 Cl-
  • 5. Simplificando tenemos: 3 Cl2 + 6 OH- ClO3- + 3 H2O + 5 Cl- y trasladamos estos coeficientes a la ecuación molecular: c) C + H+NO3- CO2 + NO2 + H2O Esta reacción esta en solución ácida por la presencia de HNO3 Ácida trioxonítrico (v) o Trioxonitrato (v) de hidrógeno, tradicionalmente llamado ácido nítrico. Se escriben las reacciones iónicas parciales de los agentes: oxidante y reductor. C + 4 HNO3 CO2 + 4 NO2 + 2 H2O