Question

Pregunta A3.- Una disolución de ácido nítrico concentrado oxida al zinc metálico, obteniéndose nitrato de amonio y nitrato de cinc.
a) Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción de este proceso, y la reacción molecular global.
b) Calcule la masa de nitrato de amonio producida si se parte de 13,08 g de Zn y 100 mL de ácido nítrico comercial, que posee un 68% en masa de ácido nítrico y una densidad de 1,12 g·mL–1. Datos. Masas atómicas: H = 1,0; N = 14,0; O = 16,0; Zn = 65,4. Puntuación máxima por apartado: 1 punto. PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2014-2015 QUIMICA

Answer 1

Pregunta A3.- Una disolución de ácido nítrico concentrado oxida al zinc metálico, obteniéndose nitrato de amonio (NH₄NO₃) y nitrato de cinc (Zn(NO₃)₂)

Apartado A. Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción de este proceso, y la reacción molecular globar.

Reacción sin ajustar:
HNO₃ + Zn → NH₄NO₃ + Zn(NO₃)₂

Elementos que cambian su número de oxidación:
N(V) → (+6e⁻) N³⁻
Zn⁰ → (-6) Zn²⁺

Semirreacciones sin ajustar: 
• Semirreaccion de oxidación: Zn → Zn⁺²
• Semirreacción de reducción: NO⁻₃ → NH₄⁺ + 3 H₂O

Se ajusta el oxígeno añadiendo en el miembro donde falte, tantas moléculas de agua como átomos de oxígeno falten:

• Semirreacción de oxidación: Zn → Zn⁺²
• Semirreacción de reducción: NO⁻₃ → NH₄⁺ + 3 H₂O

Se ajusta el hidrógeno añadiendo en el miembro donde falte, tantos protones (H⁺) como átomos de hidrógeno falten:

• Semirreacción de oxidación: Zn → Zn⁺²
• Semirreación de reducción: NO⁻₃ + 10H⁺ → NH₄⁺ + 3 H₂O

Se ajustan las cargas sumando electrones.

• Semirreacción de oxidación: Zn → Zn⁺² - 2e⁻
• Semirreación de reducción: NO⁻₃ + 10H⁺ + 8e⁻ → NH₄⁺ + 3 H₂O

Se combinan las dos semirreacciones para eliminar entre las dos los electrones, obteniendo la reacción iónica global.

Semirreacción de oxidación:                                      4 × (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻)
Semirreacción de reducción:                 NO₃⁻ + 10H⁺ + 8e⁻ → NH⁺₄ + 3 H₂O
Reacción iónica global:         4Zn + NO₃⁻ + 10H⁺ → 4Zn²⁺ + NH₄⁺ + 3H₂O

Para obtener la reacción molecular global se transforman los iones en compuestos. En este caso hay que utilizar 10 moléculas de HNO₃, una se reduce a amonio (NH₄⁺) y las restantes actúan de ión portador formando sales.

Reacción molecular global:  4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O