Informe Soluciones Oxido Reductoras Equipo 2 2AM2 PDF

Preview

Summary

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALUnidad Profesional Interdisciplinaria de BiotecnologíaACADEMIA DE MÉTODOS ANALÍTICOSLABORATORIO DE MÉTODOS CUANTITATIVOSAPLICADOSPRÁCTICA 2: PREPARACIÓN Y USO DEDISOLUCIONES PATRÓN ÓXIDO-REDUCTORASGrupo: 2AM2 No Equipo: 2Integrantes:Aguilar Hernández Emmanuel AbinadarÁl...

Description

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología ACADEMIA DE MÉTODOS ANALÍTICOS LABORATORIO DE MÉTODOS CUANTITATIVOS APLICADOS

PRÁCTICA 2: PREPARACIÓN Y USO DE DISOLUCIONES PATRÓN ÓXIDO-REDUCTORAS

Grupo: 2AM2

No.de Equipo: 2

Integrantes: Aguilar Hernández Emmanuel Abinadar Álvarez Montiel Karina González Soto Jovanna Ángela Miranda Viloria Itzel Soria Miranda Karen Lizett

Profesores: Camargo Sánchez Ma. Del Socorro Hernández Muñoz Alfonso

Ciudad de México, a 05 de Septiembre de 2021

PRÁCTICA 2 PREPARACIÓN Y USO DE DISOLUCIONES ÓXIDO-REDUCTORAS 1. OBJETIVOS GENERALES 1.1. Preparar y estandarizar una disolución de KMnO4. 1.2. Preparar y estandarizar una disolución de Na2S2O3. 2. INTRODUCCIÓN GENERAL Las reacciones redox provocan la transferencia de electrones entre los reactivos y cambia el estado de oxidación. Haciendo que un elemento (reductor) libere electrones mientras el otro elemento los acepta (agente oxidante). Cuando hablamos de los agentes valorantes necesarios para una práctica en específico y para métodos volumétricos óxido-reducción, estos no se eligen al azar. Los agentes valorantes tienen que cumplir con características específicas. Yodometría es una técnica de análisis volumétrico que cuantifica un agente oxidante mediante una valoración o titulación indirecta con yodo. Aquí la especie de mayor interés no es propiamente el yodo elemental, I2, sino sus aniones yoduros, I–, los cuales son buenos agentes reductores. A diferencia de la yodometría, la yodometría se sustenta en la especie I–, menos sensible a desproporcionar o a sufrir reacciones indeseables. El problema radica en que, si bien es un buen agente reductor, no existen indicadores que faciliten puntos finales con el yoduro. Es por eso que no se deja a un lado el yodo elemental, sino que sigue siendo un punto clave en la yodometría. El yoduro se adiciona en exceso para garantizar que reduzca completamente al agente oxidante o analito, originando yodo elemental, el cual se disuelve en el agua cuando reacciona con los yoduros del medio. Esto origina la especie triyoduro, I3–, la cual tiñe de un color marrón la solución. Esta especie reacciona del mismo modo que el I2, por lo que al irse titulando el color desaparece, indicando el punto final de la titulación con Na2S2O3. Yodimetria es un método de titulación directa. El analito bajo investigación debe ser el agente reductor. Y esto se titula directamente con una solución estándar de yodo en presencia de un indicador adecuado. Por lo tanto, al determinar el punto final de la reacción, se pueden derivar ecuaciones para obtener información de la estequiometría y otras relaciones necesarias entre el agente reductor y el yodo que actúa como agente oxidante en este caso.Por lo tanto, en este caso, solo se produce una reacción redox a diferencia del caso de la titulación yodométrica. La diferencia entre la yodometría y la yodimetria es: en Yodometría, en las titulaciones, el yodo que se ha producido como resultado de una reacción redox previa se titula con un agente reductor, como los iones tiosulfato. En Yodimetrico En

2

las titulaciones, una solución de yodo se titula directamente con una solución reductora. La estructura del complejo yodo-almidón se distinguen por dos tipos de componentes: Amilosa, polisacárido lineal formado también por moléculas de beta-D-glucosa pero en este caso unidas mediante enlaces glicosídicos alfa. Se observa su tendencia a formar una espiral , por lo que sus moléculas son muy diferentes de las de celulosa.

3. DIAGRAMA DE BLOQUES

Estandarización de una disolución de KMnO4 0.02 M

3

Estandarización de una disolución de Na2S2O3 0.07M.

4. RESULTADOS Y ANÁLISIS 1. Estandarización permanganato de potasio (KMnO4). 𝑀𝑛𝑂 𝐶 2𝑂 (8𝐻

+

4 2−

+ 5𝑒 + 𝑀𝑛𝑂 (𝐶

2

−

10𝑒 −+ 16𝐻 + 2𝑀𝑛𝑂 16𝐻 + 2𝑀𝑛𝑂

−

4

− 4

𝑂

2− 4

−−−> 𝑀𝑛 −−−−> 𝐶𝑂

4 −

−−−> 𝑀𝑛

4

−−−> 2𝐶𝑂 −

+ 5𝐶 2𝑂

+ 5𝐶 2𝑂

4

− 4

2+

2

2 2+

+ 4𝐻

2

𝑂)2

+ 2𝑒 −)5

−−−> 2𝑀𝑛

−−−> 2𝑀𝑛

2+

2+

+ 8𝐻2𝑂 + 10𝐶𝑂

+ 8𝐻2𝑂 + 10𝐶𝑂

2

+ 10𝑒 −

2

Tabla No. 2 Estandarización de KMnO4Repetición

Volumen obtenido (mL)

Molaridad obtenida

1

7.3

0.0212

2

7.4

0.0204

3

7.5

0.0202

Promedio

0.0206

Desviación estándar

0.0005

% c/v

2.43

4

2. Estandarización del tiosulfato de sodio (NaS2O3). −

𝐼0

3

(10𝑒

−

+ 𝐼

−

0

↔𝐼

2

−

0

+ 2𝐼𝑂3 ↔ 𝐼 ) 2

(2𝐼 ↔ 𝐼

0 2

−

−

+ 2𝑒 )5 −

0

(2𝐼𝑂 + 10𝐼 ↔ 6𝐼 3 −

−

+

(𝐼𝑂3 + 5𝐼 + 6𝐻 ↔ 3𝐼

0 2

2

)

+ 3𝐻2𝑂)

Reacción entre yodo y tiosulfato de sodio en medio ácido. −2

0

−2

−

𝑆2𝑂3 + 𝐼 ↔ 𝑆 𝑂 + 2𝐼 2 4 6 −2

−2

−

(2𝑆2𝑂3 ↔ 𝑆4𝑂6 + 2𝑒 )2 0

−

−

(𝐼2 + 2𝑒 ↔ 2𝐼 )2 2

0

−2

−

4𝑆2𝑂3 + 2𝐼2 ↔ 2𝑆4𝑂6 + 4𝐼

Para las reacciones producidas en la estandarización de tiosulfato de sodio (Na2S2O3) el yodo se comporta como agente oxidante y reductor al mismo tiempo, dado esto se habla de una reacción de desproporción o dismutación.

4.1 Llenar la tabla con los datos experimentales obtenidos. Tabla 1. Resultado de datos experimentales obtenidos. Repetición

Peso de Na2C2O4

Vol. de KMnO4

Peso de KIO3(g)

Peso de KI(g)

Vol. de Na2S2O3 gastados (ml)

5

(g)

gastados(ml)

1

0.0518

7.3

0.0307

0.5115

11.1

2

0.0505

7.4

0.0329

0.5046

10.9

3

0.0507

7.5

0.0329

0.500

11.3

4.2 ¿Por qué no se coloca el almidón al principio de la estandarización sino hasta después de adicionar tiosulfato Na2S2O3? Esta se adiciona al final ya que no responde a cambios bruscos de potencial si no a la formación de un complejo en exceso de I2. 4.3¿Por qué se calienta la solución de permanganato de potasio? Se debe calentar la solución para acelerar la oxidación de la materia orgánica. 4.4 Establecer la reacción que se verifica entre el oxalato de sodio y el permanganato de potasio. 2𝐾𝑀𝑛𝑂4 + 5𝑁𝑎2 𝐶2 𝑂4 + 8𝐻2𝑆𝑂4 → 2𝑀𝑛𝑆𝑂4 + 𝐾2 𝑆𝑂4 + 5𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 + 10𝐶𝑂2 + 8𝐻2𝑂 4.5 Establecer la reacción que se verifica entre el yodato de potasio y el yoduro de potasio en medio ácido. 𝐾𝐼𝑂3 + 5𝐾𝐼 + 3𝐻2𝑆𝑂4 → 3𝐼2 + 3𝐾2𝑆𝑂4 + 3𝐻2𝑂 4.6 Establecer la reacción que se verifica entre el yodo y el tiosulfato de sodio. 𝐼 + 2𝑁𝐴 𝑆 𝑂 → 𝑁𝑎 𝑆 𝑂 + 2𝑁𝑎𝐼 2

2 2 3

2 4 6

4.7 Con los datos experimentales obtenidos, determinar la concentración exacta del permanganato de potasio y del tiosulfato de sodio. Como se puede observar, en ambas disoluciones preparadas, los resultados no fueron tan variados. Al realizar los cálculos de concentración de la solución de KMnO4-, podemos darnos cuenta de que estos no tienen una gran diferencia, ya que el volumen gastado fue similar en cada una de las estandarizaciones realizadas, lo que nos indica que estas, se llevaron a cabo de manera correcta, de igual manera nuestro cálculo de desviación estándar fue muy pequeño. 6

Es adecuado recalcar la importancia de realizar la medición correcta o más aproximada de las sustancias que se vayan a utilizar, ya que esto influye a la hora de realizar la estandarización y por lo tanto a la hora de realizar los cálculos correspondientes, en nuestro caso, las mediciones y estandarizaciones realizadas fueron lo más exactas y aproximadas posibles, lo que ayudó a que nuestros cálculos no variarán demasiado.

5. CONCLUSIONES ● Las reacciones oxidorreductoras, son aquellas en las que hay un intercambio de electrones, donde la especie que se oxida es aquella que pierde electrones, y la especie que los gana es aquella que se reduce. ● Se comprendió e identificó que la cantidad de moles de una solución en una reacción con los moles del producto, son indispensables para balancear una reacción de manera adecuada; sin mencionar que con ello se puede identificar el elemento que se reduce y el que se oxida. ● La aplicación del permanganato es común e importante en los procesos de titulación, debido a su naturaleza de ser un oxidante muy fuerte y de su color púrpura intenso, el cual es suficiente para servir de indicador en la mayoría de las titulaciones. ● Se empleó el método de yodometría, que consiste en la valoración con Tiosulfato de Sodio (Na2S2O3); método basado en la acción oxidante del yodo y reductora de los yoduros. El yodo dispone de algodón, un indicador interno sensible que experimenta una interacción enormemente específica con el yodo. 6. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA Daniele Naviglio. (s.f.). Iodometry and Iodimetry. Federica Web Learning. Recuperado de: federica.unina.it Hernández Bravo, S. L. (2021). Reacciones Redox. Lapuente Aragó, R. (2008). Reacciones Redox. Química. Palacios Santander, J. M., & Cubillana Aguilera, L. (2008). Valoración del cloro activo en una lejía comercial (yodometría). DE CURSO, F. D. C. (2010). FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS. QUÍMICA ANALÍTICA, 2, 23132. 7

7. MEMORIA DE CÁLCULO Valoración permanganato de potasio (KMnO4)

0. 0518𝑔 𝑁𝑎 2𝐶

0. 0505𝑔 𝑁𝑎 2𝐶

1𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎 𝐶 𝑂

2

𝑂 4( 134 𝑔 𝑁𝑎

2

2

𝐶 𝑂

2

2

1𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎 𝐶 𝑂

2

𝑂 4( 134 𝑔 𝑁𝑎

0. 0507𝑔 𝑁𝑎 2𝐶

2

2

𝐶 𝑂

2

2

4

)(

4

4

2

)(

4

5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐶 𝑂

2

2

4

4 2−

5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐶 𝑂

4

100𝑚𝐿 1𝐿

) = 0. 02118 − 0. 0212

)( 7.4𝑚𝐿 )(

100𝑚𝐿 1𝐿

) = 0. 02037 − 0. 0204

−

2𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑀𝑛𝑂

)(

)( 7.3𝑚𝐿 )(

4

2

𝐶 𝑂

2

4 2−

2

1𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎 𝐶 𝑂

𝑂 4( 134 𝑔 𝑁𝑎 2

−

2𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑀𝑛𝑂

4

2𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑀𝑛𝑂 5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐶 𝑂 2

− 4 2−

)( 7.5𝑚𝐿 )(

100𝑚𝐿 ) 1𝐿

= 0. 0206

4

Desviación estándar 𝑖

∑ ||| 𝑥 −𝑥||| 𝑖

2

𝑖=1

𝑆 =

𝑛−1 2

2

∑(0.0212−0.0206) +(0.0204−0.0206) +....

𝑆 =

4−1

𝑆 = 0. 0005 𝑠

Por ciento del coeficiente de variación (CV= 𝑥 .100) %𝐶𝑉 =

0.0005 . 0.0206

100 = 2. 43%

Valoración tiosulfato de sodio (Na2C2O4) 1𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐼𝑂

0. 0307𝑔 𝐾𝐼𝑂 ( 214 𝑔 𝐾𝐼𝑂3 )( 2

3

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

)( 7.3𝑚𝐿 )(

100𝑚𝐿 1𝐿

) =

Desviación estándar

𝑠

Por ciento del coeficiente de variación (CV= 𝑥 .100)

8

9...