IME- oxi redução

por Camel Ter 20 Jun 2017, 16:35

o cloro em meio alcalino oxida o iodeto de cromo (III) a cromato e periodato, passando a cloreto.Determine o volume minimo de cloro gasoso medido a 27°C e 1 atm nescessario par converter integralmente 4×10^-3 moles do iodeto.

Não estou conseguindo fazer essas reações ate chegar ao produto final se alguém puder ajudar

Obs: não tenho gabarito essa questao é da prova do ime de 1989

por igorrudolf Ter 20 Jun 2017, 22:29

Oi Camel, tudo bem?

Redox em meio básico é sempre bem trabalhoso, mas seguindo alguns passos e treinando um pouco, da para fazer..

Primeiro vou deixar os passos a serem seguidos aqui, caso você não saiba e para ajudar os futuros colegas...

Balancear reações redox em meio básico:

I) Escrever as semi-reações
II) Balancear os átomos, exceto O e H
III) Balancear os oxigênios adicionando H2O
IV) Balancear os hidrogênios adicionando H+
V) Balancear as cargas adicionando elétrons
VI) Deixar o número de elétrons das duas semi-reações iguais e somá-las
VII) Adicionar (OH)- para neutralizar qualquer excesso de H+

Vamos começar:

A reação em questão é:

$CrI_3+Cl_2\rightarrow CrO_4^{2-}+IO_4^{-}+Cl^{-}$

I) Montar as semi-reações:

$CrI_3\rightarrow CrO_4^{2-}+IO_4^{-}\, \, \, \, \, (oxidacao)\\\\\: .\: \: \: \: \: Cl_2\rightarrow Cl^{-}\: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: (reducao)$

II) Balancear os átomos exceto O e H:

$CrI_3\rightarrow CrO_4^{2-}+{\color{Red} 3}IO_4^{-}\, \, \, \, \, (oxidacao)\\\\\: .\: \: \: \: \: Cl_2\rightarrow {\color{Red} 2}Cl^{-}\: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: (reducao)$

III) Balancear os oxigênios adicionando H2O

${\color{Blue} 16H_2O}+CrI_3\rightarrow CrO_4^{2-}+{\color{Red} 3}IO_4^{-}\, \, \, \, \, (oxidacao)\\\\\: .\: \: \: \: \: Cl_2\rightarrow {\color{Red} 2}Cl^{-}\: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: (reducao)$
IV) Balancear os hidrogênios adicionando H+:

${\color{Blue} 16H_2O}+CrI_3\rightarrow CrO_4^{2-}+{\color{Red} 3}IO_4^{-}+{\color{DarkGreen} 32H^{+}}\, \, \, \, \, (oxidacao)\\\\\: .\: \: \: \: \: Cl_2\rightarrow {\color{Red} 2}Cl^{-}\: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: (reducao)$

V) Balancear as cargas adicionando elétrons:

${\color{Blue} 16H_2O}+CrI_3\rightarrow CrO_4^{2-}+{\color{Red} 3}IO_4^{-}+{\color{DarkGreen} 32H^{+}}+{\color{Orange} 27e^{-}}\, \, \, \, \, (oxidacao)\\\\\: .\: \: \: \: \: Cl_2+{\color{Orange} 2e^{-}}\rightarrow {\color{Red} 2}Cl^{-}\: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: (reducao)$

VI) Deixar o número de elétrons das duas semi-reações iguais e somá-las (aqui vamos multiplicar a de oxidação por 2 e a de redução por 27):

${\color{Blue} 32H_2O}+2CrI_3\rightarrow 2CrO_4^{2-}+{\color{Red} 6}IO_4^{-}+{\color{DarkGreen} 64H^{+}}+{\color{Orange} 54e^{-}}\, \, \, \, \, (oxidacao)\\\\\: .\: \: \: \: \: 27Cl_2+{\color{Orange} 54e^{-}}\rightarrow {\color{Red} 54}Cl^{-}\: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: \: (reducao)\\\\.\: \: \: \: \: 32H_2O+2CrI_3+27Cl_2\rightarrow 2CrO_4^{2-}+6IO_4^{-}+54Cl^{-}+64H^{+}$

VII) Adicionar (OH)- para neutralizar qualquer excesso de H+:

$\small {\color{DarkRed} 64OH^{-}}+32H_2O+2CrI_3+27Cl_2\rightarrow 2CrO_4^{2-}+6IO_4^{-}+54Cl^{-}+64H^{+}+{\color{DarkRed} 64OH^{-}}$

Veja que os H+ e os OH- vão reagir formando água. Assim podemos escrever:

${\color{DarkRed} 64OH^{-}}+\cancel{32H_2O}+2CrI_3+27Cl_2\rightarrow 2CrO_4^{2-}+6IO_4^{-}+54Cl^{-}+\cancel{64H_2O}\\\\ .\: \: \: \: \: \: \boxed{{\color{DarkRed} 64OH^{-}}+2CrI_3+27Cl_2\rightarrow 2CrO_4^{2-}+6IO_4^{-}+32H_2O+54Cl^{-}}$

Esta é a reação balanceada.

Agora, respondendo a pergunta do problema:

Cálculo da quantidade necessária em mols de Cl2 para consumir 4.10^-3 mols de iodeto:

2 mols CrI3 -------------- 27 mols Cl2
4.10^-3 mols CrI3 -------------- n

n = 54.10^-3 mols de Cl2

Cálculo do volume que 54.10^-3 mols de Cl2 ocupam:

$pV=nRT\rightarrow 1.V=54.10^{-3}.8,2.10^{-2}.3.10^{2}\\\\\rightarrow \boxed{V=1,3284L}$

Qualquer dúvida, já sabe!

Um abraço :SW3:

por Camel Qua 21 Jun 2017, 08:53

Igorrudolf, muito obrigado mesmo resolução perfeita extremamente didática, parabéns! consegui compreender perfeitamente, e desculpe por roubar tanto tempo

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