Quimica General 2A LaborQuimica general 2A laboratorio 4 informeatorio 4 Informe

8/17/2019 Quimica General 2A LaborQuimica general 2A laboratorio 4 informeatorio 4 Informe

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RESUMEN

Esta práctica se centrara en el estudio de la valoración o titulación redox,dando un uso adecuado a la técnica de la permanganometria, dondetambién se podrá reconocer en la reacción el agente oxidante y el agentereductor.

Esta experiencia empezara con la estandarización de la solución delpermanganato de potasio (KMnO! a ".#$ aproximadamente, en la cual estasolución se pondrá en la bureta para luego empezar a titular con la soluciónde oxalato de sodio ($a%&%O! 'asta ue alcance un color rosa tenue.

)uego se 'ará lo mismo, pero ya no se titulara con el oxalato de sodio, sinose usara la solución de sul*ato *erroso, preparada a partir del sul*ato *erroso'idratado (+eO.-%O!, para luego pasar a titular. por ultimo 'aremos lo

mismo con el acido oxálico, preparado a partir del acido oxálico di'idratado,y con el acido oxálico en solución dada por el pro*esor. /s0 de esa maneracalcularemos la normalidad ue posee el permanganato de potasio, uedeber0a ser de ".# $ aprox.


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INTRODUCCIÓN

&omo sabemos las reacciones de oxidación1reducción o redox son auellasen las ue se trans2eren electrones de un átomo, ión o molécula. )aoxidación es el proceso en ue un átomo, ión o molécula pierde uno o máselectrones3 la reducción implica ganancia de uno o más electrones por partede un átomo, ion o molécula.

En esta práctica daremos uso de la técnica llamada permanganometria, yaue la aplicación del permanganato en los procesos de titulación es muyimportante debido a ue es un oxidante muy *uerte y su color p4rpuraintenso es su2ciente para servir de indicador en la mayor0a de lastitulaciones, se utiliza en disolución ácida dando Mn (55! como producto de sureducción, en algunas aplicaciones se realiza en medio casi neutro o inclusoalcalino, dando MnO% como producto de reducción.

as0 de esta *orma el estudiante lograra preparar soluciones normales desustancias reductoras y oxidantes y a su vez evaluara las propiedades deuna reacción en un medio acido.


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FUNDAMENTO HISTÓRICO

)as valoraciones redox, también conocidascomo valoraciones de oxidación1reducción, o volumetr0asredox, son técnicas de análisis *recuentemente usadas

con el 2n de conocer la concentración de una disoluciónde un agente oxidante, o reductor. Este es un tipo devaloración ue se basa en las reacciones redox, uetienen lugar entre el analito o sustancia de la cual noconocemos la concentración, y la sustancia conocidacomo valorante.

/ menudo, en éste tipo de valoraciones, es 4til el uso deun indicador redox, ue cambie de color, para 'acernossaber cuando llega el 2nal del proceso. /s0, las sustanciasue participan, su*ren un cambio de coloración ue 'ace

visible el punto de alcance del euilibrio (en n4mero de moles!, entre eloxidante y el reductor.

6ambién debemos mencionar ue la valoración redox, se clasi2ca en dosgrupos7

Oxidimetrías7 on las valoraciones, en las cuales el agente oxidantees la sustancia valorante. /s0, los agentes de carácter oxidante,pueden ser cualuier sal ue tenga iones permanganato, bromato,yodato, cerio o dicromato.

Reductimetrías: En éste tipo de valoraciones, la sustancia ue

act4a como agente reductor, es el agente valorante, como pore8emplo, los iones yoduro, o de 'ierro (555!. Estas valoraciones, sonmuc'o menos utilizadas ue las oxidimetr0as.

Existen diversas técnicas en la oxidimetr0a como7

Permanganometría7 9eacción ue tiene lugar en medio ácido,siendo una de las valoraciones más usadas. 6iene un caracter0sticocolor violáceo debido al ión permanganato ue pasa a ser iónmanganeso (55!, 'ec'o ue 'ace in4til el uso de indicador de color.

Yodimetría: Es la reacción donde participa el yodo como agente

oxidante, siendo util para la valoración de sustancias del tipo de los

tiosul*atos. Dicromatometría: El agente oxidante, en éste tipo de valoraciones,es el ión dicromato, también en medio ácido.

:ero en esta práctica solo se 'ará uso de la técnica de la permanganometriade la cual 'ablaremos un poco.

)os permanganatos son las sales del ácido permangánico opermanganésico, de *órmula -MnO. )as valoraciones redox están basadasen la trans*erencia cuantitativa de electrones entre un electrolito valorantey la sustancia problema. El método de permanganometr0a (tambiénconocido como permanganimetr0a o permanganatometr0a! se basa en las

reacciones de oxidación de reductores por el ión permanganato .)aoxidación puede e*ectuarse tanto en medio ácido como en alcalino(o

http://es.wikipedia.org/wiki/Analitohttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Analito


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neutro!. )as permanganimetr0as son valoraciones o volumetr0as deoxidación1reducción, es decir, en las ue la reacción principal es unareacción en la ue una sustancia se oxida y otra se reduce. )aspermanganimetr0as tienen todas en com4n ue el agente oxidante es elpermanganato potásico7 KMnO. )as permanganimetr0as son valoraciones de

agentes ue pueden oxidarse con permanganato. e emplean en valoraciónde agua oxigenada, nitritos, materia orgánica, la reacción de reducción delpermanganato es7

−¿+8 H +5e→Mn2+4 H

2O

( Mn O4)¿

i la disolución no es su2cientemente ácida (p-;!, neutra o débilmentealcalina la reacción ue tiene lugar es7

−¿

−¿+2 H 2O+3e→MnO2(S )+4OH ¿

( MnO4)¿

El permanganato es un oxidantemuy potente, de un color muyintenso. Esta 4ltima propiedad'ace ue sea posible utilizarlocomo auto indicador.

El punto 2nal de la titulación se

detecta por una aparición de untono rosáceo en las disoluciones.

)as permanganimetr0as sepueden utilizar para valorar grancantidad de sustancias.


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Detalles experimentales:MATERIALES:

&ocina eléctrica =ureta de >" ml :iceta 6ermómetro =alanza anal0tica ? 2olas de #"" ml # 2ola de %>" ml

Matraz Erlenmeyer de %>" ml oporte universal # probeta de >" ml % vasos de %>" ml # bagueta Embudo )una de relo8 # pipeta y propipeta

REACTIVOS:

@cido ul*4rico -%O (#7#!

Oxalato de odio$a%&%O(s!

:ermanganato de:otasio KMnO(s!

ul*ato +erroso'epta'idratado +eO AB-%O(s!

@cido Oxálicodi'idratado -%&%O A%-%O(s!

#) de /gua destilada(aproximadamente!


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A Preparaci"n de so#uci"n est$ndar de oxa#ato de sodio % Na

2C

2O

4

1En un vaso precipitado de %>"ml agregamos C" ml de -%O destilada.

1:esamos ".#"g de ( Na2C 2O4) sobre papel en una balanza electrónica.

1 )uego se agrega los ".#" g de ( Na2C 2O4) al vaso precipitado de %>"ml

y se disuelve ayudarnos con la bagueta 'asta ue no uedening4n precipitado.1 )uego vertimos el contenido del vaso precipitado en el matraz Erlenmeyer

y se le adiciono ?ml de H 2 SO4 (#7#!.

*(1:1) Significa que, el 50% del de esta solución es ácido puro y el otro 50% es agua.

1eguidamente con la ayuda de un termómetro y una estu*a se procedió acalentar la solución 'asta llegar a los C"D&. 1+inalmente se procedió a titular con la bureta ue contiene %>ml de (

KMnO4 ! 'asta ue la solución llegue a un color tenue claro y anotar

cuantos m) ( KMnO4 ) se usó.

DATOS:olumen gastado7 #C,>m)

Masa del Na2C 2O4 7 #"g

&uestros C$#cu#os:

2 KMnO4+5 Na

2C

2O

4+8 H

2SO

4→1 K

2SO

4+2 MnSO

4+5 Na

2SO

4+10CO

2+8 H

2O

/gente Oxidante7 KMnO4

/gente 9eductor7 Na2C 2O4

3−¿+4 H 2

O

+¿→5 Mn (C 2

O4)3

¿

2−¿+8 H ¿

−¿+15C 2O4¿

2+¿+ Mn O4

¿

4 Mn¿

Fe1g agt. 9eductor (Oxalato $a! G Fe1g agt. Oxidante (KMnO!


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0.10g

67 g

e q . g

=Vgastado ( KMnO4 ) × N ( KMnO4 )

0.10g

67 g

eq

=16.5mL × 1

L10

3mL

× N ( KMnO4)

N ( KMnO4 )=0.090 N

' preparaci"n de una so#uci"n de su#(ato (erroso % FeSO

4∗7 H

2O

1:esamos #.>%g de FeSO4 sobre un papel en una balanza electrónica.

1En un vaso precipitado de %>"m) agregamos C"m) de -%O destilada.

1)uego se agregó los #.>%g de FeSO4 al vaso precipitado de %>" ml y se

procedió a disolver ayudándonos con una bagueta 'asta ue no uedening4n precipitado.1eguidamente transvasar la solución a una 2ola de #""ml, completar la

2ola con -%O destilada, tapar y 'omogenizar la solución.

HEstandari)ar #a so#uci"n FeSO4 *+,*aprox+

1&on una pipeta se extra8o de la 2ola %"m) de la solución anterior y se lovierte en el matraz Erlenmeyer de %>"ml. 1eguidamente se le agrega >"ml de -%O destilada y ?m) de solución

H 2

SO4 (#7#!.

1)uego calentamos la solución con la ayuda de una estu*a y medimos latemperatura 'asta ue llegue a los C"&D. 1+inalmente se precedió a titular con la bureta ue contiene %>ml de MKnO'asta ue la solución llegue a un rosado tenue anotar cuantos ml deKMnO se usó.


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DATOS:

olumen gastado7 I.Im)

Masa de % FeSO4 : -+./g

&uestros C$#cu#os:

2+¿+4 H 2

O

−¿⇌ Mn¿

+¿+5e¿

−¿+8 H ¿

Mn O4

¿

3+¿2+¿+4 H

2O+5 Fe¿

2+¿→ Mn¿

+¿+5 Fe¿

−¿+8 H ¿

Mn O4¿

2 KMnO4+10 FeS O4+8 H 2 SO4 →1 K 2 SO4+2 MnSO4+5 Fe2(SO4)3+8 H 2O

Fe1g agt. 9eductor ($a&%O! G Fe1g agt. Oxidante (KMnO!1.52g

(278/2) geq.g

=Vgastado ( KMnO 4 )×N ( KMnO 4 )

1.52g

(278/2) geq.g

=9.9mL× 1 L

103mL

×N ( KMnO4 )

N ( KMnO 4 )=1.104 N


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C Preparar ,**mL de H

2C

2O

4

¿ *+,*& a partir de H

2C

2O

4 +

H 2

O

1 :esamos ".C?g de /cido Oxácido sobre unpapel en una balanza electrónica.

1 En un vaso precipitado de %>"m) agregamosC"ml de -%O destilada.

1 )uego se agregó los ".C?g de @cido Oxácidoal vaso precipitado de %>" ml y se procedió adisolver ayudándonos con una bagueta 'astaue no uede ning4n precipitado. 1 eguidamente transvasar la solución a una

2ola de #""ml, completar la 2ola con -%Odestilada, tapar y 'omogenizar la solución.

0Estandari)aci"n de #a so#uci"n de

$cido ox$#ico H 2C 2O4 + 2 H 2 O *1, &+

1 &on una pipeta se extra8o de la 2ola ml de la solución anterior y se lovierte en el matraz Erlenmeyer de %>"ml. 1 eguidamente se le agrega >"ml de -%O destilada y ?m) de solución-%O (#7#!. 1)uego calentamos la solución con la ayuda de una estu*a y medimos la

temperatura 'asta ue llegue a los C"&D. 1 +inalmente se precedió a titular con la bureta ue contiene %>ml deMKnO 'asta ue la solución llegue a un rosado tenue anotar cuantos m)de MKnO se usó.

DATOS:

Vo#umen gastado: ,,1-mL

Masa de H

2C

2O

4

¿ :

&uestros c$#cu#os: KMnO

4+ H

2C

2O

4+ H

2SO

4→K

2SO

4+ MnSO

4+CO

2+ H

2

2+¿+CO2

2−¿→ Mn¿

−¿+C 2

O4

¿

MnO4¿


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5e¿

2+¿+4 H 2

O

+¿→ Mn¿×2−¿+8 H ¿

−¿+ MnO4¿

¿¿

−¿2−¿→2CO

2+2e¿×5

C 2

O4

¿

¿

2+¿+8 H 2O

+¿→2 Mn¿

−¿+16 H ¿

−¿+2 MnO4¿

10e¿

−¿2−¿→10CO

2+10e¿

5C 2O4¿

2+¿+10CO2+8 H

2O

+¿→2 Mn¿

2−¿+16 H ¿

−¿+5C 2O

4

¿

2 MnO4

¿

2 KMnO4+5 H

2C

2O

4+8 H

2SO

4→1 K

2SO

4+2 MnSO

4+10CO

2+8 H

2O

2e34g agt+ Reductor %5-C-O6 7 2e34g agt+ Oxidante %8MnO6

V ( H 2C

2O

4)×N ( H

2C

2O

4)=Vgastado ( KMnO 4 )×N ( KMnO 4 )

N ( H 2C 2O4 )=11.2mL× (0.090 ) N

10mL

N ( H 2C 2O4 )=0.10 N

*MUESTRA DADA POR EL PROFESOR

D estandari)aci"n de #a so#uci"n de $cido ox$#ico H

2C

2O

4

¿

1 medimos con la pipeta %"m) de la solución del ácido oxálico, y loadicionamos al matraz Erlenmeyer de %>"m)1 a la solución le agregamos agua destilada 'asta completar m),

seguidamente le adicionamos ?m) de H 2 SO4 .

KMnO4+ H 2C 2O4+ H 2SO4→K 2SO4+ MnSO4+CO2+ H 2


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2+¿+CO2

2−¿→ Mn¿

−¿+C 2

O4

¿

MnO4¿

5e¿

2+¿+4 H 2

O

+¿→ Mn¿×2−¿+8 H ¿

−¿+ MnO4

¿

¿¿

−¿2−¿→2CO

2+2e¿×5

C 2O

4

¿

¿

2+¿+8 H 2O

+¿→2 Mn¿

−¿+16 H ¿

−¿+2 MnO4

¿

10e¿

−¿2−¿→10CO

2+10e¿

5C 2O

4

¿

2+¿+10CO2+8 H 2O

+¿→2 Mn¿

2−¿+16 H ¿

−¿+5C 2O

4

¿

2 MnO4

¿

2 KMnO4+5 H

2C

2O

4+8 H

2SO

4→1 K

2SO

4+2 MnSO

4+10CO

2+8 H

2O

Fe1g agt. 9eductor (-%&%O! G Fe1g agt. Oxidante (KMnO!

V ( H 2C 2O4)×N ( H 2C 2O 4)=Vgastado ( KMnO 4 )× N ( KMnO 4 )

N ( H 2C 2O4 )=9.7mL× (0.090 ) N

10mL

N ( H 2

C 2

O4

)=0.087

N


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Discusión e resulta!s:

C!nclusi!nes:

Rec!menaci!nes:


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Cuesti!nari!"

1. Elabore una tabla indicando los solutos utilizados, las cantidades

necesarias ara rearar 1!!"l de cada soluci#n $ "ediante un e%e"lo

de c&lculo de"uestre, co"o se obtu'ieron dic(as cantidades.

SOL9TO CA&TIDADESS9ERIDAS

CA&TIDADES&ECESARIAS

Na2C

2O

4 *1,*g *+*;.g

FeSO4

-1.


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5e¿

2+¿+4 H 2

O

+¿→ Mn¿×2−¿+8 H ¿

−¿+ MnO4¿

¿¿

−¿2−¿→2CO

2+2e¿×5

C 2

O4

¿

¿

2+¿+8 H 2O

+¿→2 Mn¿

−¿+16 H ¿

−¿+2 MnO4¿

10e¿

−¿2−¿→10CO

2+10e¿

5C 2O4¿

2+¿+10CO2+8 H

2O

+¿→2 Mn¿

2−¿+16 H ¿

−¿+5C 2O

4

¿

2 MnO4

¿

Ecuación =alanceada7

3.* balancear or "todo del ion electr#n .4 $ .5.

KMnO4+ FeSO4+ H 2SO4→K 2SO4+ MnSO4+ Fe2(SO4)3+ H 2O

Ecuación 5ónica7

3+¿2+¿+ Fe

2

¿

2+¿→Mn¿

−¿+ Fe¿

MnO4

¿

6enemos las dos semirreacciones7

6+


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2 KMnO4+10 FeSO4+8 H 2SO4→1 K 2SO4+2 MnSO4+5 Fe2(SO4)3+8 H 2O

KMnO4+ H 2C 2O4+ H 2 SO4 → K 2 SO4+ MnSO4+CO2+ H 2O Ecuación 5ónica7

2+¿+CO2

2−¿→ Mn¿

−¿+C 2

O4

¿

MnO4¿

6enemos las dos semirreacciones7

6+

5e¿

2+¿+4 H 2

O

+¿→ Mn¿×2−¿+8 H ¿

−¿+ MnO4¿

¿¿

−¿3+¿+2e¿×52+¿→ Fe2

¿

2 Fe¿

¿

2+¿+8 H 2O

+¿→2 Mn¿

−¿+16 H ¿

−¿+2 MnO4

¿

10e¿

−¿3+¿+10e¿

2+¿→5 Fe2¿10 Fe

¿

3+¿+8 H 2

O

2+¿+5 Fe2

¿

+¿→2 Mn¿

2+¿+16 H ¿

−¿+10 Fe¿

2 MnO4

¿


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5e¿

2+¿+4 H 2

O

+¿→ Mn¿×2−¿+8 H ¿

−¿+ MnO4¿

¿¿

−¿2−¿→2CO

2+2e¿×5

C 2

O4

¿

¿

2+¿+8 H 2O

+¿→2 Mn¿

−¿+16 H ¿

−¿+2 MnO4¿

10e¿

−¿2−¿→10CO

2+10e¿

5C 2O4¿

2+¿+10CO2+8 H

2O

+¿→2 Mn¿

2−¿+16 H ¿

−¿+5C 2O

4

¿

2 MnO4

¿


2 KMnO4+5 H

2C

2O

4+8 H

2SO

4→1 K

2SO

4+2 MnSO

4+10CO

2+8 H

2O

.* 6usti7i8ue el (ec(o de 8ue, en cada reacci#n redo ensa$ada no se

utiliza un indicador adicional.

El 'ec'o de no utilizar un indicador adicional en las reacciones redox se daporue al tener al KMnO (sustancia con la cual se titularan todas las

reacciones!, especialmente el ion permanganato

−¿ MnO

4¿

¿ como agente

oxidante *uerte demora en disolverse por el cual de8a un color caracter0sticoue es el violeta, ue con*orme se va titulando, se va decolorando 'astallegar a un punto 2nal de titulación ue es cuando este llega a un colorvioleta tenue y a su vez este llega a su neutralización. :or lo tanto no esnecesario utilizar un indicador adicional, ya ue el color del agente oxidantenos proporciona uno.


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/.* 9Se +astar:a el "is"o 'olu"en de ;MnO en la r&ctica de

Titulaci#n redo cuando se utiliza una soluci#n de FeSO rearado

"inutos antes del eeri"ento resecto a otra soluci#n de FeSO

rearada con d:as de anticiaci#n< 6usti7i8ue su resuesta.

El J)+/6O +E99OO +eO es un compuesto ue se encuentra normalmentecomo una sal 'epta'idratada (+eO.B-%O!, sin embargo, al no presentarsede esta manera, tiende a oxidarse a J)+/6O +995&O +e%(O!?. &omo duranteel experimento, el +eO se encuentra como una solución y no como unasal, es de esperarse ue lleve a cabo una ligera oxidación, por lo ue amedida ue pase el tiempo, la concentración de +eO irá disminuyendo y lanormalidad también lo 'ará.

Es por este motivo, ue se gastará menos volumen de KMnO a medida ue

pase el tiempo luego de 'acerse la solución.

4.*Se (a rearado 1!!"l de una soluci#n en la 8ue est&n disueltos

!.3/1!+ de oalato de sodio $ )! "l de esta soluci#n se neutraliza con

1)"l de una soluci#n de de ;MnO. =alcular la "olaridad de la soluci#n

de er"an+anato.

En una neutralización tenemos7

¿eq Na2

C 2

O4

=¿eq KMnO4

N Na2C

2O

4

×V Na2C

2O

4

= N KMnO4

×V KMnO4

6enemos los siguientes datos7

V sol=100ml

m Na2C 2O4

=0.3510 g

V Na2C

2O

4

=20ml

V KMnO4

=12ml

-allamos la normalidad del Na2C 2O4 7

N Na2

C 2

O4

= M Na2

C 2O

4

× θ

θ=2(carga del catión dela sal )


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M = n

V =

m´ M

V =

0.3510g

134 g

mol

0.1 L =

0.003mol

0.1 L =0.03

mol

L

N Na2

C 2

O4

=0.03 mol

L ×2

eq−gmol

=0.06 eq−g

L

9egresando a la ecuación inicial para calcular la normalidad del KMnO4 7

¿eq Na2

C 2

O4

=¿eq KMnO4

N Na2C

2O

4

×V Na2C

2O

4

= N KMnO4

×V KMnO4

0.06 eq−g L

×0.02 L= N KMnO4

×0.012 L

0.1eq−g L

= N KMnO4

+inalmente 'allamos la Molaridad del KMnO4 7

N KMnO4

= M KMnO4

×θ

θ=1 (carga del catión dela sal )

0.1eq−g

L = M KMnO

4

×1 eq−g

mol

0.1mol

L = M KMnO

4

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