Ajuste por el método del ion-electrón en medio ácido

4.      Ajusta, por el método del ion-electrón en medio ácido, las siguientes reacciones:

a) 

b) 

a)  Primero, calculamos los números de oxidación de todos los elementos, como hicimos en el ejercicio 1 y 2, para ver cuáles cambian al pasar de reactivos a productos:

Uno de los elementos que cambia su número de oxidación es el manganeso, pasa de  a . Para eso tiene que ganar dos electrones, por lo tanto, se reduce. Escribimos y ajustamos la semirreacción de reducción:

Primero vamos a ajustarla en átomos. Los manganesos están ajustados, tenemos uno de cada lado. Sin embargo, en los reactivos tenemos 4 oxígenos y en los productos ninguno. Los ajustamos con agua. Necesitamos añadir de ese lado, 4 aguas:

Ahora necesitamos ajustar los hidrógenos. En los productos tenemos 8 y ninguno en los reactivos, los ajustamos con protones. Necesitamos poner en los reactivos 8 protones:

Por último, tenemos que ajustar las cargas. En los reactivos tenemos una carga negativa del ion permanganato y ocho positivas de los protones, por lo tanto, tenemos:  . En  los  productos  sólo  tenemos  dos  cargas  positivas  del  ion manganeso , ya que el agua es neutra, no tiene carga. La carga la ajustamos con electrones. Los pondremos allí donde tengamos más carga positiva, en este caso en reactivos. Si añadimos 5 electrones, igualamos la carga en los dos lados. Tendremos dos cargas positivas en cada lado de la reacción:

El otro átomo que cambia de número de oxidación es el azufre. Pasa de  a , por lo tanto, pierde electrones, es decir, se oxida. Escribimos y ajustamos la semirreacción de oxidación:

En este caso en vez de poner el ácido sulfhídrico, H₂S, sólo ponemos el ion sulfuro, porque para ajustar las reacciones podemos separar el átomo que vamos a ajustar siempre y cuando no esté unido a un oxígeno. Por eso en la semirreacción de reducción pusimos el ion permanganato () y no separamos el manganeso () del oxígeno. Esta semirreacción ya está ajustada en átomos, pues tiene un azufre tanto en reactivos como en productos. Sólo tenemos que ajustarla en carga. Como los reactivos tienen dos cargas negativas y los productos no tienen carga, basta con añadir dos electrones a la derecha:

Ahora escribimos las dos semirreacciones juntas e igualamos el número de electrones, para ello multiplicamos la primera por 2, la segunda por cinco y escribimos la reacción global:

Al tener los mismos electrones en los dos lados de la reacción los eliminamos.  Como en la semirreacción de oxidación pusimos el ion sulfuro, , en vez del ácido sulfhídrico, H₂S, ahora para volver a formar este último necesitamos diez protones, porque cada molécula de ácido sulfhídrico lleva dos y según nos quedó en el ajuste tendremos 5 de esas moléculas. Las quitamos de los 16 protones que obteníamos y, por lo tanto, la reacción nos quedará así:

b)  Ponemos los números de oxidación:

La especie que se reduce es el cromo. La semirreacción de reducción es:

Ajustamos átomos y carga:

La especie que se oxida es el azufre. La semirreacción de oxidación será:

En los reactivos cogemos el azufre del ácido sulfhídrico y en los productos el azufre con estado de oxidación cero. El resto no cambia de reactivos a productos. Ajustamos en carga, puesto que en átomos ya está:

Multiplicamos por tres la segunda de las semirreacciones y tenemos la reacción iónica global:

Eliminamos los electrones e identificamos cada con las de la reacción molecular:

Los 14 protones tenemos que repartirlos entre el ácido sulfhídrico y el ácido sulfúrico. Como sabemos que vamos a tener 3 moléculas de ácido sulfhídrico, porque tenemos tres sulfuros, necesitamos seis protones para ese ácido. Los que nos quedan hasta 14, es decir, 8 se los colocamos al ácido sulfúrico. Además, la única especie que al final no ha aparecido en la reacción iónica es el sulfato de potasio, para ajustarlo simplemente nos tenemos que fijar si, por ejemplo, el potasio está ajustado. Como en este caso, tenemos dos potasios en los reactivos y dos en los productos, no necesitamos poner ningún coeficiente al sulfato de potasio.