VOLUMETRÍA REDOX: PERMANGANATO DE POTASIO CON AGUA OXIGENADA

VOLUMETRÍA REDOX: PERMANGANATO DE POTASIO CON AGUA OXIGENADA

FECHA: 07-10-2016

PRESIÓN: 1 atm

TEMPERATURA: 27 ºC

OBJETIVOS

Objetivo general. Determinar la concentración de agua oxigenada mediante una valoración redox.

Objetivos específicos.  Expresar la concentración del agua oxigenada en volúmenes de oxígeno.

Identificar el agente oxidante y agente reductor en una reacción de óxido-reducción.

Conocer el procedimiento para realizar una valoración redox.

INTRODUCCIÓN

Existen diversas técnicas de análisis volumétrico para determinar la cantidad de una especie química en una disolución, de acuerdo a las reacciones químicas que ésta experimenta en contacto con un reactivo dado. Las reacciones de óxido-reducción, es decir, aquellos procesos químicos en los que cambia el número de oxidación de uno o más elementos como consecuencia de transferencia de electrones entre las sustancias reaccionantes, resultan de utilidad para este fin.

En las reacciones de oxidación-reducción existe transferencia de electrones de tal forma que hay una especie química que cede electrones (se oxida) y otra que los acepta (se reduce); el número de electrones cedidos ha de ser igual al de electrones captados y por lo tanto el balance electrónico total en la reacción cero. La especie que cede electrones actúa como reductor y la especie que capta electrones actúa como oxidante [1].

Volumetría redox

Las volumetrías redox tienen su fundamento en el estudio cuantitativo de una reacción de oxidación-reducción utilizando el procedimiento de valoración [1].

Características que debe tener una valoración redox. 

• Debe ser una reacción simple, cuantitativa, libre de reacciones secundarias y que se pueda representar por una ecuación química en relación estequiométrica o de equivalencia química.

• El valorante debe ser lo bastante fuerte para que la reacción sea completa, pero no ha de ser tan enérgico que pueda reaccionar con cualquiera de los componentes de la solución que se valora, salvo la especie deseada.

• El valorante ha de reaccionar rápidamente con el analito, es decir, debe ser prácticamente instantánea, de muy alta velocidad. Las reacciones redox a veces son lentas, este inconveniente se soluciona mediante diversos procedimientos: temperatura elevada, adición de catalizadores o exceso de reactivo, seguido de una retrotitulación.

• Debe poder establecerse el punto final de la titulación, muy próximo al punto de equivalencia, por un cambio nítido de alguna propiedad física o química [2].

Como en toda determinación volumétrica, en las volumetrías redox es necesario que la estequiometria de la reacción esté perfectamente establecida, que la reacción sea rápida, y que se cuente con los medios para determinar un punto final tan cercano al punto de equivalencia como sea posible.

Por otra parte también tiene gran importancia el grado de exactitud con que se conoce la concentración de la disolución del reactivo valorante. Por ello, siempre que sea posible debe emplearse como tal, una sustancia que sea patrón primario (alto grado de pureza, estable en disolución, etc.) [1].

Se emplean soluciones valoradas de sustancias oxidantes o reductoras. Los principales oxidantes son: permanganato de potasio, dicromato de potasio, sulfato cérico, yodo, yodato de potasio y bromato de potasio. Los reductores empleados frecuentemente son: tiosulfato de sodio, compuestos ferrosos y estañosos, óxido arsenioso .

A menudo, en éste tipo de valoraciones, es útil el uso de un indicador redox, que cambie de color, para saber cuando llega el final del proceso. Así, las sustancias que participan, sufren un cambio de coloración que hace visible el punto de alcance del equilibrio (en número de moles), entre el oxidante y el reductor.

En las valoraciones redox se mide en voltios el potencial eléctrico, como medida de cómo ocurre la transferencia de electrones entre el reductor y el oxidante. Para esto, se utilizan electrodos concretos que se encuentran conectados a un potenciómetro. Cuando se está llegando cerca del punto de equivalencia o del punto final de la valoración en cuestión, se verá un cambio bastante brusco del mencionado potencial [3].

ANÁLISIS DE LA PRÁCTICA

Las valoraciones redox se realizan entre un agente oxidante y un agente reductor. En la realización de la práctica se usó como agente oxidante una solución de Permanganato de Potasio (KMnO4) 0,2325 M, la cual tiene un color violeta fuerte, esta solución fue normalizada y estandarizada previamente.

Como agente reductor se usó una solución de Peróxido de Hidrogeno (H2O2) preparada mediante la dilución de una solución de H2O2 al 30% v/v, teniendo en cuenta que no era agua oxigenada comercial si no la que se usa a nivel de laboratorio o a nivel industrial cuya concentración es más alta.

Debido a que el KMnO4 es altamente oxidante, la reacción necesita un medio ácido para que se de, el cual debe ser proporcionado por un ácido fuerte si lo que se busca es que el ion MnO4- se reduzca al ión Mn+2 para evitar la aparición de precipitados como los óxidos de manganeso que interfieran en los resultados de la valoración, a la muestra de H2O2 se le adicionó Ácido Sulfúrico (H2SO4) concentrado  hidrolizándolo con agua para producir iones SO4-2 (ion sulfato) y H3O-(ion hidronio) lo que confirió el medio ácido requerido.

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