PROBLEMA 1.
- Los organismos aerobios tienen esta denominación porque necesitan oxígeno para su desarrollo.
La reacción principal de la cadena transportadora de electrones donde se necesita el oxígeno es la siguiente (no ajustada) :
O₂(g) + Fe²⁺(ac) + H⁺(ac) → Fe³⁺(ac) + H₂O (l).
A) Escribe las semirreacciones de oxidación y reducción y la reacción global ajustada.
En la reacción el Fe²⁺ se oxida y pasa a Fe³⁺, mientras que
el O₂ se reduce a O²⁻, siendo las semirreacciones correspondientes :
Semirreacción de oxidación : Fe²⁺ – 1 e⁻ → Fe³⁺ ;
Semirreacción de reducción : O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻ → 2 H₂O.
Multiplicando por 4 la semirreacción de oxidación para
igualar los electrones y sumándolas se tiene la ecuación iónica ajustada :
4 Fe⁺ – 4 e⁻ → 4 Fe³⁺ ;
O₂ + 4 H + + 4 e⁻ → 2 H₂O.
4 Fe²⁺ (aq) + O₂ (g) + 4 H⁺ (aq) → 4 Fe³⁺ (aq) + 2 H₂O (l).
B) Indica la especie que actúa como oxidante y la que lo hace como reductora.
La especie que actúa como oxidante es la que oxida a otra y
ella se reduce, en este caso es el oxígeno, O2, y la especie reductora es la
que reduce a otra mientras ella se oxida, el catión hierro (II), Fe²⁺.
C) ¿Qué volumen de aire (que contiene un 21 % de oxígeno en volumen) será necesario para transportar 0, 2 moles de electrones si la presión parcial del O₂es de 90 mmHg y la temperatura corporal de 37 ºC?
De la estequiometría de la reacción se deduce que un mol de
oxígeno es transportado por 4 moles de electrones.
Luego, los moles de oxígeno
que transportarán los 0, 2 moles de electrones serán :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=0%2C2molese%5E%7B-%7D.%20%5Cfrac%7B1molO_%7B2%7D%7D%7B4%20moles%0Ae%5E%7B-%7D%7D%3D0%2C05molesdeO_%7B2%7D" />, que ocuparan un volumen en las
condiciones dadas :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=P.V%3Dn.R.T%3D%5C%20%5Ctextgreater%20%5C%20V%3D%0A%5Cfrac%7Bn.R.T%7D%7BP%7D%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C05moles.0%2C082atm.L.mol%5E%7B-1%7D.K%5E%7B-1%7D.310K%7D%7B%5Cfrac%7B90mmHg%7D%7B760mmHg%7D.1atm%7D" />
corresponden el volumen de aire : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=10%2C73LO_%7B2%7D.%0A%5Cfrac%7B100Laire%7D%7B21LO_%7B2%7D%7D%3D51%2C1L" />
Datos
R = 0, 082 atm · L · mol⁻¹· K⁻¹ ; 1 atm = 760 mmHg.
Prueba de Selectividad, Comunidad de Valencia, Junio 2016, QUIMICA.