Equació redox

Considera l’equació redox: $$\ce{HCl + KMnO4 -> Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O}$$ a) Iguala la reacció anterior. Indica l’espècie que actua com oxidant i la que actua com a reductor. b) Calcula el volum d’una dissolució de permanganat de potassi de concentració $0,2$ M necessari per obtenir $2,8$ litres de clor gasosos mesurats en condicions normals.

a) 16 HCl + 2 KMnO₄ → 5 Cl₂ + 2 MnCl₂ + 2 KCl + 8 H₂O; oxidant: ió permanganat; reductor: ió clorur

b) 0,25 litres. Detall del càlcul:

a) \[\begin{aligned}&\text{HCl} + \text{KMnO}_4 \rightarrow \text{Cl}_2 + \text{MnCl}_2 + \text{KCl} + \text{H}_2\text{O} \\&\text{(1-1)} \quad \text{(1-7-2)} \quad \text{(0)} \quad \text{(2-1)} \quad \text{(1-1)} \quad \text{(1-2)}\end{aligned}\]

Semireacció de reducció: \[2 \cdot (5 \text{e}^- + \text{MnO}_4^- + 8 \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4 \text{H}_2\text{O})\]

Semireacció d’oxidació: \[5 \cdot (2 \text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2 \text{e}^-)\]

Reacció iònica global: \[2 \text{MnO}_4^- + 16 \text{H}^+ + 10 \text{Cl}^- \rightarrow 5 \text{Cl}_2 + 2 \text{Mn}^{2+} + 8 \text{H}_2\text{O}\]

Reacció molecular ajustada: \[16 \text{HCl} + 2 \text{KMnO}_4 \rightarrow 5 \text{Cl}_2 + 2 \text{MnCl}_2 + 2 \text{KCl} + 8 \text{H}_2\text{O}\]b)\[\begin{aligned}2,8 \, \text{l Cl}_2 \cdot \frac{1 \, \text{mol Cl}_2}{22,41 \, \text{Cl}_2} \cdot \frac{2 \, \text{mol KMnO}_4}{5 \, \text{mol Cl}_2} \cdot \frac{1 \, \text{l diss}}{0,2 \, \text{mol KMnO}_4} = 0,25 \, \text{l diss}\end{aligned}\]