VALORACIN RDOX DE PERMANGANATOEQUILIBRIO DE REACCIONES DE XIDO REDUCCIN

Pantoja. P (2121401121); Montalvo. M. C[footnoteRef:1] (2131401247); Eraso O (2131401150) [1: klaudiamontalvo@gmail.com]

Departamento de Qumica, Facultad de Ciencias exactas y naturales, Universidad de Nario, Sede Torobajo, Cra 18 Calle 50, Pasto, Colombia.

Realizado 20 de noviembre de 2013; entregado 29 de noviembre de 2013.

Resumen:

Se llev a cabo la valoracin oxidoreduccin del permanganato de potasio , utilizando como titulante el bisulfito de sodio); para ello la reaccin se realiz en tres medios: cido (), bsico (NaOH) y neutro. Consiguiendo as soluciones con cambio de color, debido al producto que se obtiene en cada una de ellas, tambin se corrobor la concentracin del permanganato de potasio la cual fue de 0,0100 M.

Palabras clave: valoracin rdox, reaccin redox, balance, indicadores redox, agente oxidante, agente reductor.Practica N 7

IntroduccinEn una reaccin de xido reduccin (Rdox) existe la transferencia de uno o ms electrones, la especie reductora cede los electrones que requiere la otra especie qumica para reducirse, por lo tanto reduce oxidndose, y la especie oxidante adquiere los electrones perdidos por esta otra especie qumica para oxidarse, por lo tanto oxida reducindose.Las valoraciones oxido-reduccin como su nombre lo dice, se basan en procesos Rdox, entre el analito y una disolucin de oxidante o reductor que sirve de referencia [1]. Para estos procesos en el punto de equivalencia se cumple la siguiente expresin:V1C1=V2C2Donde V1 y C1 corresponden al volumen y la concentracin del valorante respectivamente, V2 y C2 es el volumen y la concentracin de la sustancia valorada [2]. Para determinar el punto final de la valoracin se puede utilizar indicadores redox que pueden ser de dos tipos: indicadores redox generales y especficos ,los primeros son sustancias que cambian de color cuando se oxidan o reducen, dicho cambio es debido al potencial de electrodo del sistema conforme avanza la titulacin sin importar la naturaleza qumica del analito o del valorante por otro lado los indicadores especficos reaccionan de forma especfica con alguna sustancia en la reaccin redox y dicha reaccin suele implicar un cambio de color fcil de detectar; la ferroina es considerada el indicador ideal por su reaccin rpida reversible, su cambio de color es intenso y sus soluciones son estables y fciles de preparar [3]. Sin embargo, a veces, la sustancia a analizar o la disolucin estndar de referencia tienen un color suficientemente intenso para que no sea necesario un indicador adicional, tal es el caso del permanganato de potasio (KMnO4) de color purpura, que contiene al manganeso que es un metal de transicin que se caracteriza por tener varios estados de oxidacin (0, II, III, IV, V, VI, VII) .Presentando la siguiente configuracin electrnica:

Cada estado de oxidacin exhibe un color caracterstico con lo cual se puede apreciar el punto final de la titulacin. Como se observa en la figura 1:

Figura 1: Cambio de color del ion permanganato (MnO4-) en reacciones redox. Proceso experimental:Se marcaron 3 Erlenmeyer de 10mL (A, B, C), y se adicion en ellos 1.00mL de KMnO4 0,0100M.Titulacin en medio cido: se agreg 1.0mL de H2SO4 1M en el Erlenmeyer A, posteriormente se llen una bureta con NaHSO3 0.0200M, y se procedi a valorar la solucin de KMnO4 gota a gota, hasta que el color purpura desapareci.Titulacin en medio neutro: se valor la solucin del Erlenmeyer B con NaHSO4 0.0200M, hasta formar una suspensin de color marrn (MnO2).Titulacin en medio bsico: se adicion 1mL de NaOH en el Erlenmeyer C, luego se valor la solucin con NaHSO3 0.0200M, hasta que la solucin adquiri un color verde oscuro del ion MnO42-.Resultados y discusin:Como se observa en la figura 1. La reaccin del ion permanganato () con el ion bisulfito puede realizarse en 3 medios, as:Titulacin en medio cido: como medio acido se us , la reaccin llevada a cabo se muestra en la ecuacin 1, en donde el permanganato de color purpura por ser fuertemente oxidante es reducido por el ion bisulfito, en ella la reduccin llega a catin manganoso (, la solucin resultante es incolora, en el experimento llevado a cabo no se lleg hasta este punto, se observ entonces el cambio de color purpura a un rosado tenue, lo que se tom como el punto final de la titulacin.

Ecuacin 1. Ecuacin inica y molecular de la reaccin redox del permanganato de potasio con el bisulfito de sodio en medio acido.Titulacin en medio neutro: no se utiliz medio, en ella el es reducido a dixido de manganeso (MnO2). El punto final de la titulacin se observ por el cambio de color del permanganato de color purpura a rojo oscuro (marrn).Titulacin en medio bsico: el medio fue , la reaccin que se llev a cabo se observa en la ecuacin 2, en ella el permanganato de color purpura se reduce a ion manganato ( el cual muestra un color verde esmeralda. Se produjo manganato ya que este solo puede existir en medio alcalino fuerte, tal es el caso del . Se tom como punto final de la titulacin el momento en el que la solucin se volvi verde.

Ecuacin 2. Ecuacin inica de la reaccin redox del permanganato de potasio con el bisulfito de sodio en medio bsico.Con la estequiometria planteada anteriormente en las ecuaciones 1, 2 y 3 se obtuvieron las moles de que reaccionaron ante la presencia del en los tres medios mencionados, con lo cual se calcul la molaridad del , mediante la frmula:

Los resultados obtenidos tras estos clculos se muestran en la tabla 1 (ver anexos). Con ellos se comprob la concentracin del que se suministr para la prctica, dicha concentracin fue 0,0100 M, mientras que la concentracin determinada experimentalmente fue aproximadamente , esto si se aproximan los resultados, ya que si no se hace esta aproximacin la concentracin presentan un error del 36% en medio cido y del 20% en medio bsico, esto se debi principalmente a un error instrumental y de personal, ya que se usaron buretas y no micro buretas como se mencionaba en la gua, estas ltimas proporcionan mayor precisin en la titulacin ya que estas tienen una mayor subdivisin que las buretas ( 0,1 ml). Por otro lado se encuentra el error de personal este ocurri en la observacin del punto final de la titulacin que dependa nicamente de la observacin de directa y deteccin del cambio de color de las soluciones.Conclusiones: El permanganato por su color intenso no requiere de indicadores redox, la observacin del punto final se realiza con la misma sustancia, sin embargo para la reaccin en medio bsico el color oscuro complicar dicha observacin debido a que dicho punto es color verde esmeralda (oscuro). El anin permanganato tiene un potencial normal de electrodo muy alto, lo que lo convierte en un oxidante muy fuerte, y es reducido por varios reductores, por esto se lo utilizo en esta valoracin. La concentraciones obtenidas experimentalmente no presentan la exactitud esperada, debido a los instrumentos utilizados, los datos obtenidos no corresponden a los datos tericos brindados por la ecuacin balanceada presentando un error del 36% en medio cido y del 20% en medio bsico, lo cual es aceptable, y se puede decir que se corroboro la concentracin del que se suministr para la prctica.Referencias:[1] Equilibrio Redox, Facultad de Farmacia, Universidad de Alcal, http://www2.uah.es/edejesus/resumenes/QG/Tema_14.pdf [28 de noviembre del 2013][2] Equilibrio Redox, Facultad de Farmacia, Universidad de Alcal, http://www2.uah.es/edejesus/resumenes/QG/Tema_14.pdf [28 de noviembre del 2013][3] Skoog D, West D, Crouch S, Fundamentos de Qumica Analtica, Octava Edicin, Internacional Thomson Editores S.A, Mxico, 2005, Pg. 560-562.

Anexos: Valoracin en medio cidoValoracin en medio neutroValoracin en medio bsico

Volumen de NaHSO3 usado0,8 mL0,2 mL0,2mL

Moles de NaHSO3 usado

Volumen de KMnO4 usado1,0 mL1,0 mL1,0 mL

Moles de KMnO4 usado

Moles de KMnO4 que reaccionaron

Molaridad (M) Experimentaldel KMnO4

% de Error de la M36 %20%

Tabla 1. Volmenes y moles usadas en la valoracin redox del permanganato de potasio en medio cido, neutro y bsico.