Química U.7 Reacciones de oxidación-reducción A.10
10. - El cinabrio es un mineral que contiene sulfuro de mercurio (II) 10*.- El cinabrio es un mineral que contiene sulfuro de mercurio (II). Una muestra de cinabrio se hace reaccionar con ácido nítrico concentrado de manera que el sulfuro de mercurio (II) presente en el mineral reacciona con el ácido formando agua, monóxido de nitrógeno y sulfato de mercurio (II). a) Iguala la reacción por el método del ion-electrón. b) Indica la especie que se oxida y la que se reduce. c) Calcula el volumen de ácido nítrico 13,0 M que reaccionará con el sulfuro de mercurio (II) presente en 10,0 g de un cinabrio con un 92,5 % de sulfuro de mercurio (II).
a) Semir. oxidación: S2- + 4 H2O SO42- + 8 H+ + 8 e- Semir. reducción: NO3- + 4 H+ + 3 e- NO + 2 H2O Debemos multiplicar la primera por 3 y la segunda por 8 para igualar el número de electrones. Sumando ambas y simplificando obtenemos la reacción iónica global ajustada: 3 S2- + 8 NO3- + 8 H+ 3 SO42- + 8 NO + 4 H2O (reacción iónica) 3 HgS + 8 HNO3 4 H2O + 8 NO + 3 HgSO4 (reacción redox completa)
b) Se oxida el ión sulfuro y se reduce el ión nitrato. c) Si el cinabrio es del 92,5 % de sulfuro de mercurio (II), en 10 g de cinabrio hay: 10 · 92,5/100 = 9,25 g de sulfuro de mercurio (II) La cantidad de sustancia de sulfuro de mercurio (II) será: Sabiendo que la masa molar del HgS es 232,7 g/mol 9,25 g · 1 mol/232,7 g = 0,0398 mol de sulfuro de mercurio (II)
La cantidad de sustancia de ácido nítrico que reacciona se obtiene a partir de la proporción estequiométrica: 0,0398 · 8/3 = 0,106 moles de ácido nítrico Como la concentración de la disolución es 13,0 M, el volumen de disolución de ácido nítrico será: V = n/c V = 0,106/13 = 8,15 · 10–3 L = 8,15 mL de disolución de ácido nítrico