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Química Analítica...

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Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Química Industrial

Química Analítica Cuantitativa QQ-225

Sección: 0700

Asignación 6. Semáforo químico.

Ing. Javier Madrid.

Alumna: Cibeles Walkiria Martínez Herrera Número de cuenta: 20172300013. Martes, 27 de octubre de 2020.

Semáforo químico. Resumen. A consecuencia de una reacción de óxido-reducción, se puede observar una solución que cambia de color, tomando los colores de un semáforo. A esta reacción se le llama: "El Semáforo Químico"; por las coloraciones: Amarillo, rojo y verde que toma la solución.

Introducción. Se trata de una disolución de glucosa, hidróxido de sodio y el colorante sintético conocido como carmín de índigo, usado en la industria alimentaria con el código E-132. Este colorante es verde en estado oxidado, amarillo reducido y rojo en un estado intermedio. El carmín de índigo además de ser un importante colorante es también un indicador de pH y un indicador redox. Redox que quiere decir óxido-reducción, del inglés reductionoxidation. El carmín de índigo en estado oxidado muestra un color verde y en estado reducido muestra un color amarillo y en el estado intermedio muestra un color rojo. Y con esta base se genera el experimento presentado.

Hipótesis. Se creará el efecto de un semáforo químico gracias a los cambios de color que produce el índigo carmín en una reacción redox.

Objetivo general. 1. Conocer de que trata el experimento “Semáforo químico” y como se relaciona con las reacciones redox.

Objetivo específico. 1. Relacionar las reacciones redox con el pH. 2. Percibir que existen diferentes formas de mostrar las reacciones redox. 3. Identificar los diferentes tipos de reacciones redox.

Marco Teórico. ¿Qué es una reacción redox? Una reacción oxidación-reducción (redox) es una reacción de transferencia de electrones. La especie que pierde electrones se oxida y la que los gana se reduce. Se llama reductor a la especie que cede los electrones y oxidante a la que los capta.

Ambas semirreacciones no pueden ocurrir por separado, la reacción global seria:

(4.ujaen.es, 2013)

Reacción cíclica: Reacciones que se repiten consecutivamente. Indicador redox: Un indicador redox es una sustancia cuyo color es intenso, bien definido, y distinto en sus estados oxidado y reducido. Se utilizan como indicador en las titulaciones redox, ya que estas sustancias requieren sólo un ligero cambio en la proporción de un estado u otro, para variar de color, y no alteran significativamente el titulante, ya que el color se puede apreciar aun cuando la concentración del indicador es baja. (González, 2010) Estado de transición: El estado de transición en una reacción química es cuando sus reactivos y productos están en equilibrio. (UNAM, 2018)

Procedimiento. A continuación, conoceremos los materiales y el procedimiento que se necesitaría llevaría a cabo si se realizara el experimento de “Semáforo químico”. Materiales utilizados. 1. Un tubo de ensayo o Erlenmeyer 2. Un tapón de jebe Sustancias utilizadas como reactivos. 1. Solución A: disolver 1 ,2g de dextrosa (glucosa) y 2g de NaOH en 100 mL de agua destilada. 2. Solución de índigo de carmín al 1% en agua (indicador). Procedimiento experimental. 1. Poner 50 mL de solución A en el Erlenmeyer o 10 mL en el tubo de ensayo. 2. Agregar 5-10 mL de solución de indicador al inicio de la demostración. La solución debe ser amarilla. 3. Dejar en reposo el tubo o Erlenmeyer y luego agitar suavemente hasta conseguir el color rojo. Agitar luego fuertemente hasta producir el color verde. 4. Dejar reposar hasta que nuevamente regrese el color amarillo. 5. Repetir nuevamente el proceso. 6. Cuando el cambio no sea ya tan visible, agregar más indicador y nuevamente se producirá la reacción.

Principio Químico del experimento. Un indicador redox es una sustancia que cambia de color cuando está oxidada y cuando está reducida.

Formula química del indicador Índigo Carmín. El efecto es que cuando tenemos índigo carmín en forma oxidada tiene una tonalidad verde mientras que cuando tenemos índigo carmín reducido tiene una tonalidad naranja y además cuando está haciendo este cambio pasa por un estado de transición que tiene una coloración roja entonces esto sería un proceso en el que si pasamos de la forma oxidada a la forma reducida estaríamos pasando del verde al amarillo pasando por un estado de transición rojo y viceversa si pasamos de la forma reducida a la forma oxidada estamos pasando de amarillo a verde pasando por un estado de transición rojo.

Ahora bien, todavía queda explicar la parte más curiosa porqué si lo dejamos estar pasa de una forma a otra y porque si lo agitamos vuelva hacia atrás. Debemos tener en claro que el hidróxido sódico no entra en juego dentro de la reacción actúa como un catalizador simplemente aportando un medio básico al sistema. Se mezcla glucosa más el indicador índigo carmín y como hemos dicho es un indicador redox y lo que está sucediendo es que la glucosa reduce al índigo carmín oxidándose esta, es decir, que obtenemos como productos glucosa oxidada más índigo carmín reducido: Glu + IC → Gluoxi + ICred Al agitar que estamos favoreciendo precisamente que se disuelva el oxígeno que hay en el ambiente, entonces ahora pasa lo contrario, si tenemos índigo carmín en forma reducida y le añadimos el oxígeno que se disuelva en el agua vamos a llegar a índigo carmín en forma

oxidada más agua, es decir que al agitar como estamos haciendo que el oxígeno se disuelva en el agua estamos consiguiendo volver a oxidar el índigo carmín al color verde. ICred + O2 → ICoxi + H2O La reacción se terminará en el momento en el que nos quedemos sin alguno de estos dos reactivos, como el oxígeno lo tenemos en el aire no se nos va a terminar; cuando se nos acabe la glucosa que hemos puesto en un principio es cuando la reacción termina. Reaccion global: Glu + O2 → Gluoxi + H2O (Breaking Vlad, 2018)

Análisis de resultados. El azúcar con hidróxido de sodio es un reductor que consigue reducir el carmín de índigo y por ello muestra un color amarillo. En cambio, si lo agitamos el aire entrará y habrá un ambiente oxidante que puede más que el ambiente reductor de la glucosa con lo cual pasaremos al color verde y entremedio el color rojo.

Conclusiones. 1. El índigo carmín es un indicador ácido-base que en soluciones con un pH inferior a 11.4 presenta un color azul i por encima de 13.0 un color amarillo. 2. Cambia de color ya que el índigo carmín esta en constante cambio de estado de oxidación cuando la mezcla se agita. 3. El índigo carmín es un indicador de pH y un colorante. Esta sustancia es la responsable del cambio de color en la mezcla.

Bibliografía 4.ujaen.es. (2013). Obtenido de http://www4.ujaen.es/~mjayora/docencia_archivos/bases%20quimicas/TEMA%201 3.pdf

Breaking Vlad. (8 de Febrero de 2018). Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=SGE2bLDz2EM González, M. (26 de Ocrubre de 2010). La Guia. Obtenido de https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/indicador-redox Madrid, J. (14 de Julio de 2017). Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=jjXJtdtMRYw UNAM. (2018). Departamento de Fisicoquimica. Obtenido de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Teoria2_354.pdf Summerlin, L.R.; Ealy, J.B. (1988) Chemical demonstrations, Vo12, 2da Edition. American Chemical Society, Washington, p. 39, 111....