PRÁCTICA: PODER REDUCTOR DE LOS METALES. VOLUMETRIAS REDOX

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B) VOLUMETRIAS REDOX: DETERMINACION DE HIERRO (II) EN DISOLUCIONES

INTRODUCCIÓN

La capacidad de oxidación o reducción que tiene un agente oxidante o reductor se mide por el número de electrones que es capaz de aceptar o ceder. Por analogía con las reacciones ácido base acerca del peso equivalente o equivalente químico, se define para las reacciones redox el concepto de equivalente gramo, como sigue:

Equivalente gramo de un agente reductor es el número de gramos de esa sustancia (molécula, átomo o ión) que es capaz de ceder un mol de electrones (6.022⋅1023 electrones); De la misma forma, Equivalente gramo de un agente oxidante es el número de gramos de esa sustancia que es capaz de aceptar un mol de electrones.

Se deduce, por tanto, que el peso equivalente redox de una sustancia coincide numéricamente con el cociente que resulta de dividir su masa molecular, atómica o iónica entre el número de electrones ganados o perdidos en el proceso.

Se llaman disoluciones normales de un agente oxidante o reductor aquellas que contienen 1 equivalente gramo de oxidante o reductor en cada litro de disolución. Ya que 1 equivalente gramo de reductor y de oxidante ceden y aceptan, respectivamente, el mismo número de electrones (6.022⋅1023), en toda reacción redox al llegar al punto de equivalencia se ha de verificar que:

Nº de equivalentes de oxidante = Nº de equivalentes de reductor

y, por tanto: Vox⋅Nox = Vred⋅Nred

expresión que permite, conociendo tres de estos factores, calcular el cuarto.

La determinación de la normalidad de una disolución de un oxidante o de un reductor se conoce con el nombre de valoración redox. Para valorar los reductores se emplean agentes oxidantes tales como KMnO4, K2Cr2O7, KBrO3 y Ce(SO4)2. Si se utiliza KMnO4, la valoración se llama permanganimetría, y en este caso el mismo reactivo actúa como indicador del punto de equivalencia, pues mientras que el permanganato potásico es de color violeta intenso, las sales de manganeso (II) son incoloras. En los demás casos hay que emplear indicadores redox especiales, que se añaden a la disolución a valorar.

PARTE EXPERIMENTAL: permanganimetría de Fe (II) en disoluciones

En este experimento se llevará a cabo la normalización de una disolución de KMnO4 con oxalato sódico (patrón primario), utilizando posteriormente dicha disolución para la determinación volumétrica de Fe (II) en una disolución acuosa problema.

Material Reactivos

Erlenmeyer de 250 ml Oxalato sódico (C2O4Na2)

-Pipeta de 10 ml y propipeta Acido sulfúrico 4N

Bureta de 25 ml Disolución de (KMnO4) 0.1N (normalizada)

-Pesasustancias Disolución problema de sulfato ferroso amónico hexahidratado:

-Vasos de ppados de 50ml Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O (Sal de Mohr).

Horno microondas

B.1. PREPARACION DE LA DISOLUCION DE PERMANGANATO

Como se ha indicado en el apartado de Reactivos, la disolución de permanganato potásico se les entrega ya preparada, por lo que este apartado no lo realizarán, incluyéndose aquí la metodología ya que es necesario su conocimiento para resolver algunas de las cuestiones propuestas al final de la práctica.

El permanganato potásico es un reactivo muy utilizado en el laboratorio en volumetrías de oxidación reducción (permanganimetría, en este caso). Se trata de un agente oxidante enérgico y su forma de acción normal, en medio ácido, es la reducción:

MnO4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O

El valor del equivalente del KMnO4 en medio ácido será entonces: Eq gramo (KMnO4) = 158.03/5 = 31.60 g, ya que el número de electrones ganados en el proceso de reducción es 5e .

Para preparar una disolución 0.1 N de permanganato se disuelven 3.16 g de KMnO4 en agua destilada hasta 1 L de disolución.

B.2. NORMALIZACION DE LA DISOLUCION DE PERMANGANATO CON OXALATO DE SODIO

Pesar con toda exactitud entre 0.100 y 0.120 g de oxalato sódico, previamente desecado durante dos horas a 105º C, y disolver en unos 60 ml de agua destilada. Añadir unos 15 ml de ácido sulfúrico 4 N (1:8), calentar a unos 80º C en el horno microondas y valorar con la disolución de permanganato contenida en una bureta hasta obtener una débil coloración rosada. Efectuar dos determinaciones.

Recuerden que durante las valoraciones es necesario agitar contínuamente el erlenmeyer que contiene la disolución a valorar. Es además importante colocar un trozo de papel de filtro debajo del erlenmeyer a fin de observar exactamente el viraje a color rosa pálido permanente en las valoraciones de los apartados B y C.

La reacción entre el permanganato y el oxalato es necesario hacerla en caliente, para aumentar la velocidad de la reacción. La reacción redox global (sin ajustar) puede escribirse como sigue:

C2O42 + MnO4 + H+ → Mn2+ + CO2 + H2O

C.