Práctica 4 Determinación de concentraciones y las diversas maneras de expresarla. Segunda parte: titulaciones rédox PDF

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UNIVERSID UNIVERSIDAD AD NACION NACIONAL AL AUTÓN AUTÓNOMA OMA DE MÉXICO

Facultad de Química LABORATO LABORATORIO RIO DE QUIM QUIMIICA GENER GENERAL AL II

Reporte Pr Práctica áctica 4 “Determinación de concentraciones y las diversas maneras de expresarla. Segunda parte: titulaciones rédox”

Profesor: Tafoya Rodríguez Marco Antonio

GRUPO GRUPO:: 16

Resul Resultados tados experim experimental ental entales es Tabla 1. Valoración de peróxido de hidrógeno con KMnO4 0.02 mol/L Ecu Ecuación ación quím química: ica: 5H 2O2 (ac) + 2MnO4 (ac) + H (ac)  O2 (g) + Mn (ac) + H2O (l) Cantidad Cantidad Masa de %m/V de %m/v de Alícu Alícuota ota de Volumen de KMnO4 de MnO4 de H2O2 H2O2 que H2O2 en H2O2 en 10ml consumido consumido que reaccionó la alícuota la muestra (ml) (mol) reaccionó (g) (%) comercial (mol) (%) 6.3 1.11071 0.1071% 2.6775% 1 1.26x10ˉ⁴ 3.15x10ˉ⁴ 2 6.7 0.01139 0.1139 2.8475% 1.34x10ˉ⁴ 3.35x10ˉ⁴ 6.1 0.01037 0.1037 2.5925% 3 1.22x10ˉ⁴ 3.05x10ˉ⁴ 4 6.0 0.0102 0.102 2.55% 1.2x10ˉ⁴ 3x10ˉ⁴ Pr Promedio omedio 2.666875 0.1315 S CV 4.93% Operaciones: 0.02𝑚𝑜𝑙 5𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂2 34𝑔 𝑚 1 6.3𝑚𝑙𝐾𝑀𝑛𝑂4 ( ) 𝑥100 = 0.1071% 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑎𝑙í𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎 )( )( )( 𝑣 1000𝑀𝐿 2𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂2 1𝑚𝑜𝑙 10𝑚𝑙 3.15𝑥10ˉ4𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂2 = 0.0315𝑚𝑜𝑙/𝐿 0.010𝐿

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛:

𝑥 𝑚𝑜𝑙 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 25; 𝑥 = 0.7875 𝐿 0.0315

(0.7875𝑚𝑜𝑙/1000𝑚𝑙 )(34g/1mol)x100=2.6775% m/V Tabla 2. Determinación de la cantidad de hierro presente en la sal.

Ecu Ecuación ación quím química: ica: Fe (ac) + MnO4(ac) + H(ac)  Fe (ac) + Mn(ac) + H2O (l) Alícu Alícuota ota Concentración Volumen Cantidad Cantidad Masa de Masa molar del de de de Feˆ2+ hierro de la KMnO4 (M) KMnO4 MnO4 presente presente sal consumido (mol) en la sal en la sal ferrosa (ml) (g) (g) (mol) 1 2 3

0.02mol/L

4.2 4.2 3.8

8.4x10ˉ⁵ 4.2x10ˉ⁴ 0.023457 0.15 8.4x10ˉ⁵ 4.2x10ˉ⁴ 0.02345 0.151 7.6x10ˉ⁵ 3.8x10ˉ⁴ 0.02122 0.150 Pr Promedio omedio

%m/m de hierro presente en la sal (%) 13.79% 15.52% 14.14% 14.48%

Operaciones: 4.2𝑚𝑙𝐾𝑀𝑛𝑂4 (

0.02𝑚𝑜𝑙

55.85) = 0.023𝑔𝐹𝑒 10𝑚𝑜𝑙𝐹𝑒 )( 1 )( 2𝑚𝑜𝑙𝐾𝑀𝑛𝑂4 1000𝑚𝑙 𝑚 0.02345 % = = 13.79% 0.15𝐺 𝑉

Cu Cuestionari estionari estionarioo 1. Utiliza los criterios de las siguientes tablas para calificar la calidad del producto analizado y la de tus determinaciones. Intervalo del %error De 0 a 1% De 1 a 5% De 5 a 10% De 10 a 20% Mayor a 20%

Calificación Excelente Muy bueno Aceptable Mejorable Inaceptable

CV De 0 a 1% De 1 a 5% De 5 a 10% De 10 a 20% Mayor a 20%

Calificación Trabajo muy preciso Trabajo reproducible y preciso Trabajo poco preciso y mejorable Proced. Exp. Con descuidos graves Trabajo errático y poco reproducible

2. ¿qué tan semejante son entre sí los valores de concentración obtenidos para cada alícuota? Calcula el coeficiente de variación y califica la precisión de tus determinaciones. 3. Trabajo reproducible y preciso 4. Si tuviera que repetirse la determinación, ¿qué modificaciones experimentales deberían hacerse? Tener más cuidado al momento de tomar los 2 ml de H2O2 comercial para preparar la dilución 1:25, pues probablemente se tomaron mas de 2 ml, y posiblemente por eso el % m/v experimental sea mayor al de la muestra comercial. 

La sal ferrosa puede tratarse de sulfato ferroso amoniacal hexahidratado (NH₄) ₂Fe(SO₄) ₂*6H₂O, sulfato ferroso (FeSO₄) o de cloruro ferroso hexahidratado (FeCl₂*6H₂O). Con base en el porcentaje de Fe2+ determinado en muestra decir de qué sal se trató.

Operaciones: (determinar primero el % m/m teórico de hierro presente en cada sal y comparar con el resultado experimental): Operaciones para %m/m TEÓRICOS: 55.85𝑔 (𝑁𝐻4)2𝐹𝑒𝑆𝑂4 ∗ 6𝐻2𝑂: 𝑥100 = 14.25% 391𝑔𝑚𝑜𝑙 𝐹𝑒𝑆𝑂4:

55.85𝑔 𝑥100 = 36.77% 151.85𝑔

𝐹𝑒𝐶𝑙2 ∗ 6𝐻2𝑂: 𝐹𝑒𝑆𝑂4 ∗ 7𝐻2𝑂: Sal utilizada: (NH4)2FeSO4*6H2O

55.85𝑔 𝑥100 = 23.78% 234.8𝑔

55.85𝑔 𝑥100 = 20.08% 278𝑔

 Preguntas finales 1. ¿qué procedimiento experimental se realizó para conocer la concentración exacta de una disolución? En ambos casos se realizó una titulación, utilizando KMnO4 como titulante. 2. ¿cuál es la concentración exacta de las disoluciones usadas en la práctica? KMnO4: 0.02 M

H202: 3.0188 % m/v

Fe en (NH4)2Fe (SO4)2·6H2O: 13.7135 % m/m

3. ¿qué diferencia existe entre las reacciones realizadas en las prácticas 2 y 3 con respecto a esta práctica? Anteriormente se había estado trabajando con disoluciones que reaccionaban de manera acido-base, pero en esta práctica se trabajó con soluciones que tenían comportamiento de reacción oxido-reducción. No se utilizó algún indicador como la fenolftaleína para detectar el punto final.

Análisis de resultados Después de realizar la práctica, llenar las tablas correspondientes y obtener varios resultados lo que se puede analizar de cada uno de ellos es lo siguiente: En cuanto al agua oxigenada comercial: con la titulación en la cual se utilizó KMnO4, a los valores gastados de volumen se le realizaron varias relaciones y cálculos estequiométricos, después se obtuvieron varios resultados y de estos se calculó el promedio y se obtuvo que su concentración % m/v experimental fue de 2.7058%. Nuestros resultados estuvieron en la línea de limite para cambiar de calificación, teniendo cerca del 5% por lo cual, aunque se obtuvo un trabajo reproducible y preciso, si nuestras mediciones cambiaban, todo hubiera estado más arriba del error. Es importante mencionar que probablemente al momento de tomar los 2 ml de H2O2 comercial para preparar la dilución 1:25, se tomaron más de 2 ml, y posiblemente por eso el % m/v experimental sea mayor al de la muestra comercial, aunque es solo es una suposición, es una respuesta al resultado ligeramente pasado del 3%. En cuanto a la sal ferrosa problema: después del procedimiento de titulación, de haber realizado varios cálculos y hecho varias relaciones estequiométricas, se obtuvo con ayuda del promedio, que su concentración m/m de Fe en la sal, obtenida experimentalmente, es de 14.48 % m/m, lo que quiere decir en general es que coincide bastante con el % m/m de Fe que la tiene la sal (NH4)2Fe (SO4)2·6H2O, el cual es de 14.25 %. Por lo tanto, se confirma que esta sal es la misma de la sal problema. Ya que si también analizamos las otras alternativas, la diferencia en ellas (cuestión numérica) es mayor. Fueron trabajos mejorables, pero no tan desfavorables porque obtuvimos sin preocupación la concentración de nuestras disoluciones sin desviarnos tanto de un valor real, puesto que se utilizó un titulante muy efectivo, pues como se sabe el permanganato de potasio es un reactivo muy utilizado para este fin, pues tiene además la ventaja de que sus disoluciones poseen una coloración muy intensa, mientras la forma que adopta al reducirse en medio ácido, el Mn2+, es prácticamente incoloro.

Conclusiones Podemos concluir que el trabajo realizado fue concluido exitosamente con los objetivos planteados desde el comienzo, ya que a pesar de nuestras inconsistencias en mediciones y cálculos, pudimos obtener la concentración de H2O2 en una muestra comercial de agua oxigenada y también determinar la composición de una sal ferrosa problema. Cuando la muestra cuya concentración exacta se desea determinar no tiene propiedades ácido-base, no es posible realizar titulaciones como las que se habían hecho en las prácticas de la uno a la tres. Pero en este caso como la muestra problema es capaz de oxidarse, fue posible determinar su concentración con una titulación, en la que se utilizó como titulante KMnO4, el cual es un oxidante fuerte muy utilizado para este fin. Se logró notar que el KMnO4 es muy servicial como titulante, pues tiene la ventaja de que sus disoluciones poseen una coloración muy intensa, y la forma que adopta al reducirse en medio ácido, el Mn2+, es prácticamente incoloro y gracias a esta propiedad se puede detectar el punto final de la reacción sin necesidad de agregar un indicador visual como en las titulaciones ácido-base.

Bibliografía No aplica....