Determinación de agua oxigenada con permanganato de potasio PDF

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Cuantificar peróxido en una muestra comercialcon permanganato de potasio, verificando la reacción de óxido-reducción que se lleva a cabo, para determinar su contenido en un producto comercial. Asumiendo su compromiso y respetando los lineamientos de trabajo dentro del la...

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LABORATORIO DE ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO (16207) Reporte de Práctica de Laboratorio No. 7

TÍTULO DE LA PRÁCTICA: Determinación de agua oxigenada con permanganato de potasio

Fecha: 23-042021

Forma F-02

COMPETENCIA: Cuantificar peróxido en una muestra comercial con permanganato de potasio, verificando la reacción de óxido-reducción que se lleva a cabo, para determinar su contenido en un producto comercial. Asumiendo su compromiso y respetando los lineamientos de trabajo dentro del laboratorio.

Experimento realizado por: MATRICULA NOMBRE 1272880 Yunhuel Perez Avila

FIRMA

ECUACIÓNES QUÍMICAS INVOLUCRADAS EN EL EXPERIMENTO: 5H2 O2 + 2MnO4 + 6H+ → 5O2 + 2Mn2+ + 8H2 O

5C2 O42− + 2MnO4− + 16H + → 2CO2 + 2Mn2+ + 8H2 O DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS DEL EXPERIMENTO Preparación de reactivos (titulante) DATOS DEL REACTIVO COMERCIAL Nombre del reactivo: Concentración, C: Pureza, %: Densidad, ρ: Masa molar del reactivo, M: Masa necesaria del reactivo para preparar la disolución, m: Volumen necesario del reactivo preparar la disolución, V:

DATOS DEL REACTIVO A PREPARAR Nombre del reactivo: Concentración, C: Volumen de disolución a preparar, V:

CALCULO:

𝑚=(

Disolución KMnO4 0.02 M 1000 mL

𝑚 𝑃𝐹 𝑀= 𝑉 𝑀 𝑚 = ( ) 𝑃𝐹 𝑉

𝑚𝑜𝑙 𝐿 ) 158.0336 𝑔 = 3.1607 𝑔 1𝐿 𝑚𝑜𝑙

0.02

Valoración del reactivo con patrón primario o disolución estándar (titulante) Nombre del reactivo a valorar: Patrón primario o disolución estándar, masa: Volumen de disolución del patrón primario, V: Volumen de alícuota del patrón primario a valorar, V:

KMnO4 0.02 M 350 mg K2C2O4 100 mL 10 mL

KMnO4 NA 0.02 NA 158.0336 3.1607 g NA

Matraz

Resultados de la valoración Lectura masa patrón bureta, mL primario, mg o Valícuota Vinicio Vfinal

0 Blanco 1 m1= 35 mg 2 m2= 35 mg 3 m3= 35 mg Promedio: Desviación estándar: Coeficiente de variación:

0 0 5.5 11.1

Vtitulante, mL

0 5.5 11.1 16.5

V 0= 0 V1= 5.5 V2= 5.6 V3= 5.4

CÁLCULOS: 𝑚𝑎 = 𝑒𝑇 𝑉𝑇 𝐶𝑇 ( 𝐶𝑇1=

Vtitulante corregido (Vci = Vi - V0), mL --Vc1= 5.5 Vc2= 5.6 Vc3= 5.4 5.5 0.01 0.1818

--CM1 = 0.0153 CM2 = 0.0150 CM3 = 0.0156 0.0153 9x10-8 5.8823x10-4

𝑀𝑎 ) 𝑒𝑎

𝑚𝑎 𝑀 𝑒𝑇 𝑉𝑇 ( 𝑒 𝑎 ) 𝑎 35 𝑚𝑔

𝐶𝑇 =

𝑔 = 0.0153 166.216 𝑚𝑜𝑙 ) (5)(5.5 𝑚𝑙)( 2 35 𝑚𝑔 𝐶𝑇1= 𝑔 = 0.0150 166.216𝑚𝑜𝑙 ) (5)(5.6 𝑚𝑙)( 2 35 𝑚𝑔 𝐶𝑇1= 𝑔 = 0.0156 166.216𝑚𝑜𝑙 (5)(5.4 𝑚𝑙)( ) 2

𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 [𝐾𝑀𝑛𝑂4] =

Molaridad del titulante, mol/L

(0.0153 𝑀) + (0.0150 𝑀) + (0.0156 𝑀) = 0.0153 𝑀 3 𝑆= √

2 ∑𝑁 𝑖=1 (𝑥𝑖 − 𝑥 ) 𝑁−1

𝑆 = 9 × 10−8

𝑆 𝐶𝑉 = ( ) 100 𝑥 9 × 10−8 ) × 100 = 5.8823 × 10−4 𝐶𝑉 = ( 0.0153

𝑆 𝐶𝑉 = ( 𝑥 ) 100 (5.5 𝑚𝑙) + (5.4 𝑚𝑙) + (5.6 𝑚𝑙) = 5.5 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 [𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛] = 3 𝑆= √

2 ∑𝑁 𝑖=1 (𝑥𝑖 − 𝑥 ) 𝑁−1

𝑆 = 0.01

𝑆 𝐶𝑉 = ( ) 100 𝑥 0.01 ) × 100 = 0.1818 𝐶𝑉 = ( 5.5 DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS DEL EXPERIMENTO Agua oxigenada marca 1 mL Nombre del titulante: Volumen de la disolución, 100 mL Concentración del Vdisolución: titulante: Volumen de la alícuota, Valícuota: 10 mL Nombre del analito: Factor de dilución (FD): 10 Masa molar del analito: Matraz

Muestra utilizada en el análisis: Volumen de la muestra, Vm:

Lectura masa patrón bureta, mL primario, g o Valícuota Vinicio Vfinal

Vtitulante, mL

0 Blanco 0 0 V 0= 0 1 V1= 10 0 2 V 1= 2 2 V2= 10 2 4.1 V2= 2.1 3 V3= 10 4.1 6 V3= 1.9 Promedio: Desviación estándar: Coeficiente de variación: Masa del analito contenida en la muestra comercial:

CÁLCULOS: 𝑚𝑎 = 𝑒𝑇 𝑉𝑇 𝐶𝑇 (

𝑀𝑎 ) 𝑒𝑎

KMnO4 0.0153 H2O2 34

Vtitulante corregido (Vci = Vi - V0), mL

Masa del analito, mg

--Vc1= 2 Vc2= 2.1 Vc3= 1.9 2 0.01 5 x 10-3

--2.601 2.7310 2.4709 2.6009 0.01691 6.5015 x 10-3 26.01

𝑚𝑜𝑙 𝑔 34 ) = 2.601 𝑚𝑔 2 𝑚𝑎(1) = (5)(2 𝑚𝑙)(0.0153 𝑀) ( 𝑚𝑜𝑙 𝑔 34 ) = 2.7310 𝑚𝑔 2 𝑚 = (5)(2.1 𝑚𝑙)(0.0153 𝑀) ( 𝑎(2)

𝑚𝑎(3)

𝑔 34𝑚𝑜𝑙 = (5)(1.9 𝑚𝑙)(0.0153 𝑀) ( 2 ) = 2.4709 𝑚𝑔

𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 [𝑚𝑎] =

(2.601 𝑚𝑔) + (2.7310 𝑚𝑔) + (2.4709 𝑚𝑔) = 2.6009 𝑚𝑔 3 𝑆= √

2 ∑𝑁 𝑖=1 (𝑥𝑖 − 𝑥 ) 𝑁−1

𝑆 = 0.01691 𝑆 𝐶𝑉 = ( ) 100 𝑥 0.01691 𝐶𝑉 = ( ) × 100 = 6.5015 × 103− 2.6009

𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 [𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛] =

(2 𝑚𝑙 ) + (2.1 𝑚𝑙) + (1.9 𝑚𝑙) = 2 𝑚𝑙 3

𝑆= √

2 ∑𝑁 𝑖=1 (𝑥𝑖 − 𝑥 ) 𝑁−1

𝑆 = 0.01 𝑆 𝐶𝑉 = ( ) 100 𝑥 0.01 𝐶𝑉 = ( ) × 100 = 5 × 103− 2 𝑚𝑎 = 𝑒𝑇 𝑉𝑇 𝐶𝑇 (

𝑚𝑎(𝐶𝑜𝑚𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙)

𝑀𝑎 ) 𝐹𝐷 𝑒𝑎

𝑔 34 𝑚𝑜𝑙 = (5)(2 𝑚𝑙)(0.0153 𝑀) ( ) (10) = 26.01 𝑚𝑔 2 %𝐻2 𝑂2 =

0.02601 𝑔 × 100 = 2.601% 1 𝑚𝑙

DISCUSION DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Las permanganometrias nos permiten conocer la concentración de un analito, en base a la utilización de Permanganato como titulante. El agua Oxigenada es un antiséptico de uso común localizables en farmacias, al investigar sobre la concentración de diversas marcas comerciales encontré que varía de 2.5% a 3.5%, según los datos obtenidos durante la práctica debía de ser del 3%, aunque es aceptable dentro del rango comercial, en este caso al hacer la conversión a volúmenes de oxigeno los datos arrojaron 8.67 L equivalentes se buscaba obtener 10 para el 3%. ANEXOS Diagrama de flujo del experimento(s)

Inicio

Pesar 3.16 KMnO4 g y agregar un 1L de agua

Hervir por 15-30 min y filtrar la solucion fria

Estandarizacion de KMnO4

Pesar K2C2O4 afoara a 100 ml y tomar una alicuota

Diluir con 25 ml de Agua y 10 ml de H2SO4

Valorar el KMnO4 con K2C2O4

Calcular la concentracion de KMnO4

Determinacion de Peroxido d Hidrogeno en agua Oxigenada Comercial

Tomar 1 ml de H2O2 y aforar a 100 ml

Tomar una alicuota de 10 ml adicionando 25 ml de agua desionizada y 10 ml de H2SO4

Titular con KMnO4

Calcular la concentracion de H2O2

Fin

Cuestionario 1.¿A qué se denomina permanganometría? La permanganometría es una de las técnicas utilizadas en el análisis cuantitativo en química. Es una valoración redox e involucra el uso de permanganatos y se utiliza para medir la cantidad de analito presente en muestras químicas desconocidas. 2. ¿Por qué no se puede utilizar KMnO4 como patrón primario? El KMnO4 no es patrón primario pues, aunque puede obtenerse puro sus disoluciones se descomponen en protones parcialmente dando MnO2 y debe ser valorado frente a un patrón primario como Na2C2O4 3. ¿Por qué las cuantificaciones con permanganato no necesitan indicador? Ya que el Permanganato es un auto indicador este tendrá un vire de color sin un indicador adicional 4. ¿Por qué se adiciona ácido sulfúrico al valorar H2O2 con KMnO4? La reacción requiere de muchos protones, y adicionando el ácido lo permite. 5. ¿Por qué para medir el volumen de H2SO4 no es necesario emplear una pipeta volumétrica? Ya que no es necesaria una cantidad exacta. 6. ¿Por qué no se debe calentar la disolución de agua oxigenada cuando se valora? Porque es una reacción rápida, por lo que calentarla la aceleraría, entonces los rastros del peróxido de hidrogeno serian nulos 7.-Escriba la ecuación de la descomposición del peróxido de hidrógeno y las ecuaciones de las dos semirreacciones involucradas. 2H2 O2 → 2H2 O + 02 2H2 O2 +2H++2e−⇆2H2 O H2 O2 ⇆ O2 +2H++2e−

2H2 O2 ⇆ 2H2 O + O2

8.-¿Cómo se puede evitar o retardar la descomposición del peróxido de hidrógeno? Contando con un material limpio y que este no se caliente, también se podría acudir a inyectar o adicionar Dióxido de carbono (CO2) o Nitrógeno para su preservación 9.-La concentración de una disolución de peróxido de hidrógeno se expresa también como porcentaje en volumen, que en este caso equivale al número de volúmenes de 100 mL de oxígeno gaseoso (en condiciones normales de temperatura y presión) que se desprenden de 100 mL de la disolución considerada, después de la total descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. ¿Qué forma tomaría el cálculo si se deseara expresar el resultado de la titulación de este experimento en estos términos? Se tomaría como volúmenes de Oxígeno, de acuerdo a las muestras comerciales con una concentración del 3% representaría 10 volúmenes de Oxígeno en este caso la concentración nos da menor, y al hacer los cálculos de volúmenes de O2 observamos un valor menor a 10

pero no tan lejano siendo este de 8.57 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝐻2𝑂2 = 26.01

𝐻2𝑂2 =

𝑔 𝐿

26.01 𝑔 𝑔 = 0.765 𝑚𝑜𝑙 34 𝑚𝑜𝑙

2𝐻2 𝑂2 → 2𝐻2 𝑂 + 02

0.765 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂2 (

𝑉=

1 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 ) = 0.38225 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 2 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂2

𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑛𝑅𝑇 𝑉= 𝑃 𝐿 ∙ 𝐴𝑡𝑚 ( (0.38225 𝑚𝑜𝑙) (0.082 𝑚𝑜𝑙 ∙ 𝐾 ) 273.5 𝐾) (1 𝐴𝑡𝑚)

𝑉 = 8.5783 𝐿 𝑂2...