Informe Laboratorio Estequiometria 2

8/10/2019 Informe Laboratorio Estequiometria 2

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE

INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

LABORATORIO N4

ESTEQUIOMETRIA II: VALORACION CUANTITATIVA

ESPECIALIDAD: INGENIERIA DE SISTEMAS

CURSO: QUMICA GENERAL

SECCIN: U

INTEGRANTES:

PROFESOR:

HIDALGO RODRIGUEZ JOSE

2014-II

ESTEQUIOMETRIA II: VALORACION CUANTITATIVA

FUNDAMENTO TEORICO

REACCIONES ACIDO- BASE


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El anlisis cuantitativo

El trabajo ms frecuente en todos los laboratorios qumicos consiste en larealizacin de anlisis cualitativos (qu sustancias hay en una muestra?) y

cuantitativos (cunto hay de cada una de ellas?). El anlisis cuantitativodetermina las cantidades de sustancias qumicas expresadas como pureza demuestraso concentracin de disoluciones. Por ejemplo, determinar el % de undeterminado metal contenido en un mineral, el % de cido actico en un vinagre,la concentracin de cloro en el agua, etc.

Si la muestra es slida, caso muy habitual, lo ms prctico es disolverla en agua,normalmente por reaccin con cidos, y llevar la disolucin hasta un volumenperfectamente determinado, para aplicar posteriormente a esa disolucin tcnicasexperimentales con objeto de determinar su concentracin.

De entre esas tcnicas (mtodos pticos, elctricos, gravimetras y volumetras),solamente vas a trabajar con las volumetraso valoraciones volumtricas, queconsisten en medir volmenes de dos disoluciones, una de ellas de concentracinconocida, para determinar la concentracin de la otra.

Imagen 2 Elaboracin propia

Valoraciones volumtricas

Los mtodos volumtricos son los ms sencillos, y, adems, el material necesarioes barato. Fjate en que se usa un soporte con una pinza de bureta, unaburetayun Erlenmeyer (adems, hace falta una pipeta para medir con precisin elvolumen de disolucin que se aade al Erlenmeyer). Con un trabajo adecuado porparte del experimentador se consiguen errores menores del 1%.

Las reacciones qumicas en una valoracin volumtrica deben ser completas,rpidas y se debe determinar con facilidad el punto final de la reaccin. Las

reacciones de neutralizacin cido-base cumplen estas tres caractersticas. Como
mailto:mailto:mailto:mailto:mailto:mailto:mailto:


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vers en la unidad siguiente, tambin lo hacen muchas reacciones de oxidacin yreduccin.

En las volumetras se dispone de dos disoluciones, de forma que un volumendeterminado de la disolucin de concentracin desconocida (25 ml generalmente)

se coloca en el Erlenmeyer, y se llena la bureta con la disolucin valorante, deconcentracin conocida. Tambin se puede colocar la disolucin de concentracinconocida en el Erlenmeyer y la de concentracin a determinar en la bureta.

Se va aadiendo disolucin desde la bureta hasta que se observa el final de lareaccin, por medio del cambio de color del indicador. En ese momento, se lee elvolumen aadido de disolucin, segn la escala de la bureta.

Realizacin de una volumetra cido-base

Se toma una cierta cantidad de la disolucin problema a valorar, y se sita en

un matraz Erlenmeyer, junto con unas gotas de indicador. La eleccin delindicador se hace teniendo en cuenta el cido y la base que reaccionan,como vers ms adelante.

Se prepara una disolucin del agente valorante, de concentracin conocida, ycon ella se llena la bureta. El agente valorante ser un cido si el problema avalorar es una base; anlogamente, el agente valorante ser una base si elproblema a valorar es un cido.

Se va aadiendo poco a poco la disolucin de la bureta, agitando elErlenmeyer para lograr una mezcla rpida de ambos reactivos. Esta adicinse detiene en el momento del viraje del indicador a un color persistente(punto final de la valoracin). Este cambio de color indica que las cantidades

puestas a reaccionar han sido las estequiomtrias.

LA NEUTRALIZACION

Vas a ver una explicacin terica, basada en la teora de Bronsted-Lowry,del proceso que tiene lugar cuando un cido reacciona con una base, enla reaccin llamada de neutralizacin.

Reaccin entre un cido fuerte y una base fuerte

Toma como ejemplo de cido fuerte el cido clorhdrico, HCl (aq). Yasabes que en esta disolucin acuosa la ionizacin es completa (los ionespresentes son el in H3O

+(aq).y el ion cloruro, CI-(aq)). A esta disolucin

se le aaden pequeas cantidades de una disolucin acuosa de hidrxidode sodio, NaOH (aq) (los iones presentes en la misma son el ion sodio,Na+(aq), y el ion hidrxido, OH-(aq)).

La reaccin que ocurre la puedes escribir de la siguiente forma:

Cl- (aq)+ H3O+(aq)+ OH-(aq)+ Na+(aq) 2 H2O + Na+(aq)+ CI-(aq)


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Que se puede simplificar como: H3O+(aq) + OH-(aq) 2 H2O

Esta reaccin es completa ya que su constante de equilibrio es muygrande (es 1014a 25 C).

Como vas aadiendo pequeas cantidades de base fuerte a la disolucinde cido fuerte, la reaccin de neutralizacin es un proceso que tienelugar mientras existen iones H3O

+(aq). Este proceso deja de producirsecuando los iones H3O

+(aq) han reaccionado completamente. Ello ocurrecuando las cantidades del cido y de la base estn en la relacinestequiomtrica, que es un mol de cada sustancia en el ejemplo. En eseinstante, la situacin qumica que resulta corresponde a la de unadisolucin acuosa de la sal formada; en este caso, de cloruro de sodio(Na+(aq) y Cl-(aq)), como puedes ver en la simulacin de la izquierda.

Reaccin entre un cido fuerte y una base dbilComo ejemplo de base dbil puedes elegir el amoniaco. En disolucinacuosa, se establece el equilibrio:

NH3(aq) + H2O (l) NH4+(aq) + OH-(aq)

Qu ocurre cuando se le aaden pequeas cantidades de unadisolucin acuosa de un cido fuerte, por ejemplo HCl, aunque podra sercualquier otro?

Como se produce la neutralizacin con los iones H3O+ que origina el

cido, se van consumiendo los iones hidrxido presentes en la disolucin,lo que hace que el equilibrio del amoniaco evolucione hacia la derecha,disocindose un porcentaje mayor de NH3. Conforme se va aadiendoms cido, se neutraliza ms amoniaco, hasta que se consumetotalmente.

Es decir, a pesar de ser una base dbil, la neutralizacin se produce deforma total, de manera que el proceso de neutralizacin se completacuando las cantidades del cido y de la base puestos a reaccionarguardan la relacin estequiomtrica, 1 mol de cido por cada mol de baseen este caso.


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Lo mismo sucede si reacciona un cido dbil con una base fuerte; porejemplo, cido actico con hidrxido de sodio.

VALORACIONES E INDICADORES

Recuerda que un indicador cido-base es un cido dbil, con una constantede acidez Ka (o una base dbil, Kb). El cambio neto de color del indicador seconoce como viraje y la banda de pH que corresponde al cambio de color seconoce como intervalo de viraje. Debes tener presente que el intervalo deviraje de los indicadores est prximo a su pKa o pKb y varaaproximadamente en dos unidades (pH = pKa 1;pH = pKb 1;pH 2).

El punto de una valoracin cido-base en que el indicador experimenta uncambio de color perceptible y que persiste al menos durante 30 s se

denomina punto finalde la valoracin. Es importante elegir el indicador conun punto final lo ms prximo posible al punto de neutralizacin. De estamanera, el cambio de color del indicador se produce, justamente, en el puntode neutralizacin.

Cambio de pH y eleccin de indicador

Las valoraciones cido-base tienen su fundamento en el cambio brusco de laconcentracin de los iones H3O

+que se produce en el punto de neutralizacin.

Vamos a ver esto con un ejemplo sencillo: la valoracin de 25 cm3 de unadisolucin 0,100 M de HCl (en el Erlenmeyer) con otra disolucin 0,100 M deNaOH (se aade desde la bureta). Fjate en la imagen siguiente: como la reaccinde neutralizacin se produce mol a mol, la neutralizacin se producir con 25 cm3de disolucin de NaOH 0,100 M.


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La concentracin inicial de los iones H3O+es 0,100 M (como es un cido fuerte, la

disociacin es total) y, por tanto, su pH es 1,0. Al ir aadiendo disolucin deNaOH, se va neutralizando el HCl, pero el pH vara muy poco como se aprecia enla imagen. As, por ejemplo, cuando se han aadido 24 cm3 de disolucin deNaOH, es decir, que falta por aadir 1 cm3para llegar al punto de neutralizacin,

se puede calcular que el pH es 2,69, como se indica en la tabla. Incluso, cuandoslo falta por aadir 0,1 cm3 de NaOH, el pH es 3,70. En el punto deneutralizacin el pH es 7. En cuanto se ha aadido 0,1 cm 3por exceso de NaOH,el pH es 10,30; y cuando el exceso es de 1 cm3, el pH es 11,29.

Se observa as que en las proximidades del punto de neutralizacin se produceun salto del pH (de unas 7 unidades), que puede ponerse de manifiesto concualquier indicador cido-base; por ejemplo, aadiendo unas gotas de disolucinde tornasol. Antes del punto de neutralizacin, la disolucin que se est valorando(cida) tomar color rojo, que virar a azul, nada ms pasarlo (disolucin bsica).


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Cuando se valora un cido dbil (como cido actico) con una base fuerte(NaOH), el salto de pH es menor y, por otra parte, en el punto de neutralizacin ladisolucin es ya bsica (pH > 7), puesto que se hidroliza el in acetato.Anlogamente, cuando se valora una base dbil (amoniaco) con un cido fuerte(HCl), tambin es menor el salto de pH y, adems, en este caso, la disolucin escida (pH < 7) en el punto de neutralizacin, puesto que ahora se hidroliza el inamonio.

Cul es el indicador adecuado?

Hay que prestar atencin al elegir el indicador apropiado, ya que su cambio decolor debe producirse cuando se realice el salto de pH al llegar al punto deneutralizacin.

Para ello, hay que elegir un indicador cuya zona de viraje est dentro del salto depH. Si te fijas en la primera imagen, vers que el azul de timol y el amarillo dealizarina no son adecuados para la valoracin de cido fuerte con base fuerte; apartir de la segunda, puedes deducir que el rojo de metilo no es adecuado, pero lafenolftalena s.

Para determinar el punto final de una valoracin se puede usar un pH metro: sedeja de aadir disolucin desde la bureta cuando se produce un salto de pHapreciable, y as no es necesario utilizar un indicador, tal y como puedes apreciaren la simulacin siguiente.

Puedes comenzar aadiendo reactivo desde la bureta de mililitro en mililitro, ycerca del punto de neutralizacin, de 0,5 en 0,5 o de 0,1 en 0,1 mL, para apreciar


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mejor el momento en que se produce la neutralizacin. Fjate en los cuatro casosque se proponen y en el indicador adecuado en cada caso.

Las valoraciones cido-base poseen las siguientes caractersticas

- Se basan en una reaccin volumtrica cido-base.- El fundamento terico de dicha reaccin es la transferencia de protones entre elcido y la base- El intervalo de viraje se caracteriza por un cambio brusco del pH.- Se necesita un indicador qumico o un pH metro para monitorizar la valoracin.

Los casos ms frecuentes en las valoraciones cido-base son:

1. Valoracin de cido fuerte con base fuerte2. Valoracin de base fuerte con cido fuerte3. Valoracin de cido dbil con base fuerte4. Valoracin de base dbil con cido fuerte

En los casos 3 y 4 tambin hay que tener en cuenta el equilibrio cido-base deldisolvente.

NUNCAse valora un cido o base dbil con una base o cido dbil.


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REACCIONES REDOX

Un tipo muy importante de reacciones son las denominadas de oxidacin-reduccin, tambin llamadas redox o de transferencia de electrones. Unejemplo de las mismas son las reacciones de combustin, cuyaimportancia energtica ya has estudiado, pero tambin lo son otras detanto inters industrial como la obtencin de metales (hierro mediante lareduccin con carbn en un horno alto o aluminio por electrolisis), o laobtencin de energa elctrica de bajo voltaje en pilas o acumuladores. Lacorrosin de metales, as como los procesos biolgicos de la respiracin yla fotosntesis o los procesos que suceden en las pilas son tambinreacciones de oxidacin-reduccin.

Fjate en la imagen: se est "quemando" el magnesio. En realidad, seest oxidando al reaccionar con el oxgeno del aire, formando xido demagnesio y desprendindose una gran cantidad de energa, en forma deluz y calor.

Hay que destacar el inters terico de estas reacciones, ya que gracias aldesarrollo de esta parte de la qumica se establecieron los primerosindicios de la relacin entre electricidad, estructura atmica y enlacequmico.


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CONCEPTOS DE OXIDACION REDUCCION COMO TRANSFERENCIA DE

ELECTRONES

La primera forma de entender las reacciones de oxidacin y reduccinpropona que la oxidacin era la combinacin de una sustancia con eloxgeno y la reduccin el proceso inverso, esto es, la disminucin delcontenido de oxgeno de una sustancia. Por ejemplo:

OxidacinCombinacin de unasustancia con el oxgeno

C+ O2 CO22 FeO + 3/2 O2 Fe2O3

M1 + O2 M1O

ReduccinDisminucin del contenidode oxgeno de unasustancia

2 MgO + C 2 Mg + CO2CuO + H2 Cu + H2O

M2O + C M2 + CO

Con ese planteamiento, se dice que el metal M1 se ha oxidado, mientrasque el metal M2 se ha reducido. El trmino reduccin provieneprecisamente de que, al perder oxgeno, disminuye (se "reduce") la masade los xidos metlicos.

En las imgenes puedes ver xido de hierro en estado puro, as como elxido formado al oxidarse la chapa de hierro de un automvil.

Generalizacin de los conceptos de oxidacin y reduccin


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Pero de la misma forma que has visto en el tema de transferencia deprotones para los trminos cido y base, este concepto, tan restringido enun principio, se ha ido generalizando.

En primer lugar se vio que, muchas veces, cuando el oxgeno reacciona

con un compuesto que contiene hidrgeno, en lugar de combinarse con elcompuesto, lo que hace es quitarle hidrgeno para formar agua. Porejemplo: HCl + O2 Cl2+ H2O.

Por ello, el concepto de oxidacin se extendi para incluir tambin laeliminacin de hidrgeno (des hidrogenacin) y, a la inversa, la reduccincomo la adicin de hidrgeno (hidrogenacin). En este sentido, es unaoxidacin el proceso CH3-CH2OH CH3-CHO + H2 y una reduccin lareaccin CO + 2 H2 CH3OH.

Aos despus, los qumicos se dieron cuenta de que casi todos los

elementos no metlicos producan reacciones anlogas a las del oxgeno.As, la combinacin entre magnesio y cloro es Mg + Cl2 MgCl2. Unavez conocida la estructura electrnica de los tomos y la naturaleza delenlace qumico, se pudo ver que esta reaccin es anloga a 2 Mg + O22 MgO. En efecto, utilizando los diagramas de Lewis de los ionesformados en cada caso: Mg + Cl2 Mg2+ 2 Cl- ; 2 Mg + O2 2 Mg2+O2

-

En los dos casos, el metal pierde sus dos electrones de valencia y setransforma en su catin. Puesto que el metal experimenta el mismocambio en ambos procesos, es necesario ampliar el concepto deoxidacin, relacionndolo con la ganancia o prdida de electrones.

Transferencia de electrones

De esta nueva definicin se deduce inmediatamente que no puede haberprocesos de oxidacin o de reduccin aislados, porque si una especiequmica pierde electrones, otra debe ganarlos. Esto es lo que ocurre enlos ejemplos anteriores: tanto el oxgeno como el halgeno gananelectrones (los cedidos por el metal) y se transforman en sus respectivosaniones.

Por tanto, todo proceso de oxidacin va unido necesariamente a otro dereduccin. Se ha de hablar, pues, de reacciones de oxidacin-reduccin,de reacciones redox. En ellas hay una transferencia de electrones desdela sustancia que se oxida, perdiendo electrones, a la que se reduce,ganndolos.

Muchas veces es difcil deducir si una reaccin es redox, especialmentecuando intervienen compuestos con enlaces covalentes. Por ejemplo,fjate en la reaccin Si + 2 Cl2SiCl4. No hay ni prdida ni ganancia deelectrones, puesto que se forman enlaces covalentes. Sin embargo losenlaces son polares, al ser un tomo ms electronegativo que otro, y por

tanto hay una ganancia parcial de electrones por parte del elemento mselectronegativo, a costa de una prdida parcial por parte del elemento


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ms electropositivo.

Para resolver el problema de qu tomos ganan o pierden electrones(total o parcialmente) se utilizan los llamados nmeros de oxidacin.

Valoracin rdoxAl igual que sucede con los cidos y las bases, se puede conocer laconcentracin de una disolucin al hacerla reaccionar en un proceso redox conotra cuya concentracin est determinada con exactitud. Este mtodo sedenomina valoracin redox.

Las valoraciones redox requieren el mismo tipo de clculos que hasrealizado en las reacciones cido-base, e igualmente es necesariodeterminar el punto final de la valoracin mediante indicadores redox.

Un indicador redox es una sustancia cuyo color es intenso, bien definido,y distinto en sus estados oxidado y reducido. Como en las reaccionescido-base, se aaden unas gotas de disolucin de indicador alErlenmeyer. Cuando se realiza la reaccin redox y se alcanza el puntofinal, la siguiente gota aadida desde la bureta supone un exceso dereactivo, que reacciona con el indicador y produce un cambio de colorobservable.

En la siguiente tabla tienes una lista de algunos indicadores redox, y susrespectivos colores en las formas reducida y oxidada:

Indicador Color reducido Color oxidado

Azul de Metileno Azul Incoloro

Difenillamin-Sulfato deBario

Incoloro Prpura

Nitro-Ferrona Rojo Azul-Plido

Rojo neutro Rojo Incoloro

Tionina Violeta Incoloro

Ferrona Rojo Azul-Plido

Algunas sustancias sirven como indicadores internos. Por ejemplo, elpermanganato de potasio puede ser usado como oxidante y comoindicador redox al mismo tiempo. Esta sustancia tiene un color rosa muyplido cuando est reducido, y un color violeta fuerte cuando est

oxidado. De esta forma, cuando se hace una valoracin con


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permanganato de potasio, la primera gota en exceso de oxidante causarla aparicin de este color violeta, indicando el final de la valoracin.

En el vdeo puedes ver cmo se va decolorando el permanganato alaadirlo a una disolucin con la que reacciona. En el momento en que ya

no haya reaccin, permanecer el color violeta.

Otros indicadores son especficos, reaccionando con uno de los reactivos,como sucede por ejemplo con el almidn, que produce un color azulintenso cuando reacciona con el iodo, o el ion tiocianato (SCN-), quereacciona con el hierro (III) produciendo un color rojo.

Indicadores rdox

Un indicador es una sustancia que sufre un cambio de color al mismo tiempo quese llega al punto de equivalencia de una valoracin redox por lo que sirven paraindicar dicho punto. Pueden ser:

Generales: Son oxidantes o reductores que sufren una reaccin redox concambio de color cuando se produce el cambio rpido de potencial, al llegaral punto de equivalencia. (VerCurvas de valoracin)

El cambio de color se produce con una variacin de potencial de 0,1 voltios, cercade su potencial de reduccin.3 Tenemos:

o Sal frrica de la 1,10-ortofenantrolina:Su potencial de reduccin esEo=1,06 V. Cambia de color azul plido a rojo cuando se reduce. Enforma reducida se llamaferrona.

o cido difenilaminosulfnico: Cambia de incoloro a verde yposteriormente a violeta, dependiendo del pH, en las cercanas deEo=0,80 V. Se emplea para valorar Fe2+ con dicromato.

Especficos: Reaccionan de forma especfica con alguna sustancia en lareaccin redox y dicha reaccin suele implicar un cambio de color fcil dedetectar. Es el caso del almidnque forma un complejo de color azul conlas disoluciones de yodo/yoduro, I3-. As que dependiendo de si lavaloracin es directa o indirecta, el color azul desaparece o apareceindicando el punto de equivalencia.

CALCULO EN LAS REACCIONES REDOX

Clculos estequiomtricos
http://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_redox#Curvas_de_valoraci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_redox#Curvas_de_valoraci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_redox#Curvas_de_valoraci.C3.B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_redox#cite_note-uniovi-3http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fenantrolina&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fenantrolina&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferro%C3%ADna&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferro%C3%ADna&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferro%C3%ADna&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferro%C3%ADna&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fenantrolina&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_redox#cite_note-uniovi-3http://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_redox#Curvas_de_valoraci.C3.B3n


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Al igual que ocurre con cualquier otro tipo de reacciones, con las reaccionesde oxidacin-reduccin tambin puedes realizar clculos estequiomtricosdespus de ajustarlas.

A continuacin tienes dos ejercicios en los que tendrs que calcular masas,

cantidades de sustancia, volmenes de gases o volmenes de disolucin.

EJEMPLO:

El cloro es un gas muy utilizado en la industria qumica, por ejemplo, comoblanqueador de papel o para obtener artculos de limpieza. Se puedeobtener segn la reaccin:

MnO2(s) + HCl (aq) MnCl2(aq) + Cl2(g) + H2O

Se quieren obtener 42,6 g de cloro y se dispone de cido clorhdrico 5,0 M yde xido de manganeso (IV).

a) Ajusta la reaccin por el mtodo del ion electrn.

b) Calcula el volumen de la disolucin de cido clorhdrico y la masamnima de xido de manganeso (IV) que se necesitan para obtener los 42,6g de cloro.

a) La reaccin ajustada es MnO2(s) + 4 HCl (aq) MnCl2(aq) + Cl2(g) +2 H2O.

b) Como deben reaccionar cuatro moles de HCl para obtener un mol decloro, se tiene que cumplir que:

Y como la cantidad de sustancia que reacciona de dixido de manganesoes la misma que se forma de cloro, entonces:


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D-Valoracin de una solucin reductora

Llene la bureta con la solucin de KMnO4.

Con una pipeta

Tomar 10 ml de solucin reductora y

col uelos en un matraz enlerme er

Aadir 15 ml de agua destilada y

acidifcala con 5 ml de H2SO4 3M

Realice la titulacin hasta que aparezca la

solucin rosada. Anote el volumen gastado

de KMnO4.

Repetir esta operacin 2 veces

ms.

De modo que estos no se diferencien entre

s en ms de 0.2 ml de volumen.


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C- Valoracin del permanganato KMnO4

Lave cuidadosamente la bureta.

Coloque la bureta en

un soporte

Y llenarla con solucin de KMnO4

hasta enrasar la lectura a cero.

Luego enjuagar con solucin

ferrosa el vaso de pipeta

Llene las partes del vaso de 100

ml con la misma sal de mohr y

pipete de esta 20 ml.

Viertalo en un enlermeyer de

250 ml limpio

Diluya la muestra con 20 ml de

agua destilada y acidifquelas con

cerca de 5 ml de H2SO4 3M.

Coloque debajo del

enlermeyer un papel blanco

para la titulacin.

Rpidamente aada la solucin de permanganato

desde la bureta hasta que se obtenga una coloracin

rosada.

Durante la titulacin debe

agitarse.

Anotar el volumen gastado

Realizar 2 valoraciones ms llenando con

solucin de permanganato.

Descargue la solucin sobre la sal ferrosa

y anotar volmenes anotados.


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B-Valoracin de un cido de concentracin desconocida

Tomar con una pipeta 10 ml de solucin de HCl de concentracin

Vertirlo en un

enlermeyer

Adicione 15 ml de agua destilada y 3

gotas de fenolftalena.

Recargue la bureta con NaOH

cuya valoracin se determin.

Sujeto el cuello del enlermeyer con

una mano y con la otra controle la

llave de la bureta.

Agite el enlermeyer de forma que

se mezclen las disoluciones.

Continue aadiendo NaOH hasta que

aparezca la coloracin rosa plido.

Si el color desaparece aada ms

NaOH a la disolucin.

Realice 2 valoraciones ms del cido

de modo que estas no se difieran

ms de 0.2 ml de volumen.

Anote el volumen gastado de NaOH.

Para este experimento opcional puede tomar

10 ml de cido muritico.

Valore con la solucin de NaOH,

aadiendo

Previamente 15 ml de agua destilada y 3

gotas de solucin de fenolftalena.


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A-Valoracion de una base de concentracin desconocida

OBSERVACIONES, CALCULOS:

En una bureta llenar con

NaOH XM. Hasta su volumen

mximo

En un vaso de 100 ml de HCl

Tomar

10 ml con una pipeta

En un matraz de enlermeyer yaadir 15 ml de agua destilada y

3 gotas de fenolftalena

Vertirlo

Mezclarlo hasta

Que aparezca la primera

coloracin rojiza dbil y

permanente.

Anotar

El volumen de Naoh XM gastado.

Realice dos valoracionesms del NaOH

De modo que estas no difieran entre si, en

mas de 0.2 ml de volumen.


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2.-Valoracion de un cido de concentracin desconocida

Al soltar la bureta con NaOH en el lquido de HCl de concentracin desconocidase form una solucin de color rosa.

Primera valoracin ml de NaOH usados hasta la reaccion: 9.2 ml Segunda valoracin ml de NaOH usados hasta la reaccion: 8.6 ml Tercera valoracin ml de NaOH usados hasta la reaccion: 8.8 ml Cuarta valoracin ml de NaOH usados hasta la reaccion: 9 ml

Haciendo la reaccin:

NaOH + HCl NaCl + H2O (Reaccin de Neutralizacin )

Hallando la concentracin molar de HCl:

Eq-g(HCl) = Eq-g(NaOH)

X x10mL =0.125 M x9mL

0.1125 M = X


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3.-Valoracin del Permanganato:Al bajar el KMnO4sobre la solucin del enlermeyer(Sal de Mohr) seform una solucin de color rosada.

Primera valoracin ml de KMnO4usados hasta la reaccion: 8.8ml

Segunda valoracin ml de KMnO4 usados hasta la reaccion:8.15 ml

Tercera valoracin ml de KMnO4usados hasta la reaccin: 8.10ml

Hallando la normalidad:

#Eq(Sal de Mohr)=#Eq( KMnO4)0.004 M x2 () x 20 mL =X x 8.10mL

0.0196 N = X


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4.-Valoracin de una solucin reductora:

Al soltar el KMnO4 dela bureta la solucin

Primera valoracin ml de KMnO4usados hasta la reaccion: 9.3ml Segunda valoracin ml de KMnO4usados hasta la reaccion: 9.1

ml Tercera valoracin ml de KMnO4usados hasta la reaccion: 8.9

ml

Hallando la normalidad de la solucin reductora:

#Eq(Solucin Reductora)=#Eq( KMnO4)

Nsolx Vsol= NKMnO4x VKMnO4

Nsol x 10ml= 0.0196 N x 8.9ml

Nsol = 0.0174 N


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CONCLUSIONES.

Se puede concluir lo siguiente lo siguiente acerca de los experimentos.

Del primer experimento, se concluye que hubo un cambio de color aun rosado suave y permanente. Esto debido a que dejamos soltar elNAOH de la bureta y reaccionara con el HCL 0.1M del matraz, pudiendoas calcular la concentracin de NAOH.

Del segundo experimento, concluimos que al igual que en la primeraparte se forma una solucin de color rosa .Esto debido a al dejar soltarel NAOH de concentracin conocida en el primer experimentoreaccionara con el HCL de concentracin desconocida del matraz, conello se pudo calcular su concentracin del HCL.

Del tercer experimento, concluimos que al dejar soltar el KMnO4 deconcentracin desconocida de la bureta, sobre la sal de mohr de0.004M del matraz, se formara una solucin de color rosada. Esto sedebe a que estos reaccionaron, gracias a eso se pudo conocer laconcentracin de KMnO4.

Del cuarto experimento, se concluye se forma un cambio de colorpermanente. Esto se debe a que el KMnO4 de la bureta deconcentracin conocida el tercer experimento, reaccionara con lasolucin reductora de concentracin desconocida del matraz, pudiendoas calcular su normalidad de la solucin reductora.

04. Indique en las ecuaciones balanceadas de todas las reacciones cido-base.

En ambos casos seria

NaOH + HCl ------ > NaCl + H2O

05. Escriba las ecuaciones balanceadas del proceso redox.

Se producen dos semireacciones


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La primera es la oxidacin del Fe

Fe2+

------ > Fe3+

+1e

La otra es la reduccin del Mn

MnO4-+ 5e ------- > Mn

2+

Por lo tanto la ecuacin balanceada queda de la siguiente manera

5Fe2+

+ MnO4-+8H

+----- > 5Fe

3++ Mn

2++ 4H2O

06. Calcule la normalidad de la solucin permanganato de potasio.

Su normalidad es de 0,07N.

07. Calcule la concentracin de la solucin reductora.

La concentracin de la sal reductora es 0,06M.

08. El KMnO4 es un auto indicador del punto final? Por qu?

Sabemos que el color del KMnO4 es de un color muy intenso. Cuando estadisolucin se aade a la sustancia que se va a valorar, que en nuestro caso fue lasal de Mohr (iones de Fe2+) en medio acido, el KMnO4 se decolorainmediatamente, debido a que sucede una reaccin de neutralizacin. Cuandotodos los iones Fe2+ se han oxidado a Fe3+, el exceso de KMnO4 no tiene nadaque oxidar y la disolucin adquiere un color rosa caracterstico. Ms all del punto


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de equivalencia, incluso parte de una gota de KMnO4 es suficiente para queaparezca la coloracin rosada.

09. En los anlisis exactos, las soluciones de NaOH se vuelven a valorar cada vezque se emplean en das diferentes. Explique Por qu?

Lo que sucede es que los lcalis slidos absorben del aire CO2 (y el vapor deagua), transformndose en carbonatos correspondientes, por ejemplo:

NaOH +CO2------ > Na2CO3 + H2O

Debido a ello, la solucin de NaOH contiene siempre impurezas de Na2CO3. Aveces es necesario conocer el contenido de NaOH y de Na2CO3 en la solucin.

Adems durante el anlisis es indispensable:

1) Diluir la solucin con agua de la que ha sido eliminado el dixido decarbono, extraer rpidamente la solucin con una pipeta, a fin de que ellano absorba CO2 atmosfrico.

2) Titular inmediatamente el volumen medido de la solucin3) Al final de la titulacin con la fenolftalena, agregar el acido lentamente para

evitar la formacin de H2CO3 libre en lugar de NaHCO34) Evitar la agitacin fuerte de la solucin, lo que facilita la absorcin de CO2

del aire.5) Tener presente que el mtodo es aplicable solo en el caso de que el

contenido de Na2CO3 en la solucin sea inferior al de NaOH.

Pese a la precisin relativamente baja de este mtodo, se puede aplicarlo

eficazmente si el contenido de carbonato es pequeo en comparacin con el deNaOH.

10. Suponga que una gota de la disolucin de HCl valorada queda adherida en lapared del frasco de Erlenmeyer durante la valoracin de la solucin de NaOH:

a) Cul sera el efecto de este error tcnico en el valor de la concentracin de

NaOH?


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El volumen requerido para valorar el NaOH experimentalmente en esta situacinseria menor al que realmente utilizaramos ya que esa gota estara reaccionandocon el NaOH en el Erlenmeyer pero no tendramos en cuenta el volumen de dichagota en nuestros clculos finales.

b) Cmo afectara este error tcnico en el reporte del peso en moles de un cidodesconocido?

Si conociramos la concentracin de la base y buscsemos el valor deconcentracin del cido entonces este error nos llevara a encontrar un peso enmoles menor al real ya que no tendramos en cuenta las moles presentes en esagota sin contabilizar.

11. Diferencie el significado entre punto equivalente y punto final en una titulacin.

El punto equivalente de una reaccin de neutralizacin es el punto de la reaccinen el que se han consumido tanto el cido como la base, es decir en el queninguno de los dos se encuentra en exceso. El punto de equivalencia se reconocepor el cambio de color del indicador acido-base. El punto en el que el indicador

cambia de color en una valoracin se denomina punto final del indicador. El puntofinal debe coincidir con el punto de equivalencia de la neutralizacin. Es decir, siel punto final del indicador est cerca del punto de equivalencia de laneutralizacin, el cambio de color marcado por el punto final, indicara que se haalcanzado el punto de equivalencia. Este ajuste se puede conseguir eligiendo unindicador cuyo cambio de color se produzca en un intervalo de pH que incluya elpH del punto de equivalencia.

12. Suponga que una burbuja de aire originalmente atrapada en un extremo de labureta, desaparece durante la titulacin. Cmo afectara la concentracin delKMnO4 presente en la muestra desconocida? Explique.

13. Si una muestra de soldadura (aleacin de Pb y Sn) de 0.8750 gr. se disuelve,

y se oxida el estao de la soldadura de Sn2+ a Sn4+ mediante 24.72 ml deK2Cr2O7, 0,033270M. Qu porcentaje de Sn hay en la soldadura?


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Sn+2+ Cr207-2 -----------------------> Sn+4+ 2Cr+3

Semi-reacciones:

Sn+2 ---------------------> Sn+4 + 2e-

6e- + 14H+ + Cr2O7-2 -----------------------> 2Cr+3 + 7H2O

3Sn

+2

+Cr2O7

-2

+ 14H

+

----------------> 2Cr

+3

+ 7H2O + 3Sn

+4

3mol 1 mol

%Sn= masa reaccionante/masa de muestra total x 100= 33.47%

14. Se necesitan 30.70 cm3 de KMnO4, 0.0 175 N, para valorar el hierro de Fe (II)a Fe(III) en una muestra de mineral que pesa 0.8270 g Cul es el porcentaje dehierro de muestra?

Fe+2+ MnO4- ----------------> Fe+3 + Mn+2

Semi-reacciones:

Fe+2 -------------------------> Fe+3+ e-

5e-+ 8H++ MnO4- ------- -----------------> Mn+2+ 4H2O

5Fe+2 + MnO4- + 8H+ ------------------------> 5Fe+3 + Mn+2 + 4H2O

5 mol 1 mol


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%hierro= masa reaccionante/masa de muestra total x 100 = 18.12%

BIBL IOGRAFA

Libro:Ciudad: Editorial Edicin, Ao. (Pginas consultadas)

Brown, LeMay, Bursten. Qumica, La ciencia central.

Mxico: Pearson, Prentice Hall

9na. Edicin 2004. (671-677)

Chang, Raymond. Qumica general.

McGraw-Hill 6ta. Edicin. (138-144, 654-664)

Informe Laboratorio Estequiometria 2

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