Cuando el MnO2 reacciona con HCl se obtiene Cl2 gaseoso, MnCl2 y H2O. a) Plantea la ecuación química y ajústela por el método redox. b) Calcula el volumen de cloro gaseoso medido a 20ºC y 700 mmHg de presión, que se obtiene cuando se añade un exceso de agente reductor sobre 20 g de un mineral que contiene un 75% en peso de agente oxidante. Datos: R=62,4 mmHg.L/mol.K, masas atómicas: O=16; Mn=55, Cl=35,5
Respuestas a la pregunta
Al reaccionar una cantidad determinada de MnO₂ con un exceso de HCl, se obtiene un volumen de 4,5 L de Cloro gaseoso, medidos a 20 °C y 700 mm Hg.
Ecuación Química - Balanceo
MnO₂ + HCl → Cl₂ + MnCl₂ + H₂O
Números de oxidación
Mn⁺⁴O₂⁻² + H⁺¹Cl⁻¹ → Cl₂⁰ + Mn⁺²Cl₂⁻¹ + H₂⁺¹O⁻²
Semi reacciones
Mn⁺⁴O₂ + 2e⁻ → Mn⁺² (reducción)
2 Cl⁻¹ - 2e⁻ → Cl₂⁰ (oxidación)
Ajuste de Oxigeno e Hidrógeno
Mn⁺⁴O₂ + 2e⁻ + 4H⁺ → Mn⁺² + 2 H₂O
2 Cl⁻¹ - 2e⁻ → Cl₂⁰
Suma de semi reacciones
Mn⁺⁴O₂ + 2 Cl⁻¹ - 2e⁻ + 2e⁻ + 4H⁺ → Mn⁺² + 2 H₂O + Cl₂⁰
Mn⁺⁴O₂ + 2 Cl⁻¹ + 4H⁺ → Mn⁺² + 2 H₂O + Cl₂⁰
Ajuste de ecuación
MnO₂ + 4 HCl → Cl₂ + MnCl₂ + 2 H₂O
Cálculo de volumen de Cloro que se obtiene
MnO₂ + 4 HCl → Cl₂ + MnCl₂ + 2 H₂O
87 g 146 g 71 g 126 g 36 g
Agente oxidante: MnO₂
Agente reductor: HCl
Reactivos disponibles:
Exceso de HCl
20 g de mineral con 75 % MnO₂ ⇒ 15 g MnO₂
A partir de 87 g MnO₂ -------- se producen ------- 71 g Cloro
A partir de 15 g MnO₂ ----------------------------------- X
X = 15 g MnO₂ × ( 71 g Cloro / 87 g MnO₂ ) = 12,24 g Cloro
12,24 g Cl₂ × 1 mol / 71 g = 0,1724 mol de Cl₂
Usando la ecuación de estado de gases ideales, se calcula el volumen que ocupa 0,1724 mol de Cl₂ en las condiciones indicadas:
P = 700 mm Hg
T = 20 °C = 293 K
P . V = n . R . T
V = n . R . T / P
V = ( 0,1724 mol × 62,4 mm Hg . L / mol. K × 293 K ) / 700 mm Hg
V = 4,5 L
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