Universidad Nacional Autónoma De México

Facultad de Química

Laboratorio de Química General II

Practica 4- Determinación de concentraciones y las diversas

maneras de expresarlas

Profesor. Huerta Tapia Luis Antonio

Gaveta 63

Grupo 54

Objetivo:

Preparar una disolución de KMnO4 aproximadamente 0.02M y determinar su concentración exacta. Determinar el porcentaje de Fe2+ en una sal ferrosa usando permanganato de potasio como titulante. Determinar la concentración de una disolución de peróxido de hidrógeno.

Marco Teorico:

1. ¿Qué es un patrón primario? Un patrón primario también llamado estándar primario es una sustancia utilizada como referencia al momento de hacer una valoración o estandarización. Usualmente son sólidos que cumplen con las siguientes características: 1. Tienen composición conocida. 2. Deben tener elevada pureza. 3. Debe ser estable a temperatura ambiente. 4. Debe ser posible su secado en estufa. 5. No debe absorber gases. 6. Debe reaccionar rápida y estequiométricamente con el titulante. 7. Debe tener un peso equivalente grande.

2. Clasifica a los siguientes enunciados como falsos o verdadero (Falso) Un reductor, gana electrones. (Verdadero) La oxidación es una pérdida de electrones. (Verdadero)Si un elemento se reduce, aumenta su número de oxidación. (Falso) Durante una reacción de oxidoreducción, el oxidante se oxida. (Verdadero) Una reducción es una ganancia de electrones. (Verdadero) Un elemento en su forma oxidada, es un reductor. (Verdadero) Un aceptor de electrones es un oxidante. (Falso) Un donador de electrones se oxida. (Verdadero)El sodio metálico es un reductor muy fuerte. (Falso)El F- es un muy buen oxidante.

3. Considerando que el número de oxidación de los carbonos en el oxalato es de 3+ y en el dióxido de carbono de 4+, balancear la reacción entre el ión oxalato y el ión permanganato en medio ácido, por el método del ión electrón.

4. ¿Cuántos electrones ACEPTA (acepta o cede) cada ión permanganato durante la reacción con oxalato? 5 electrones5. ¿Cuántos electrones CEDE (acepta o cede) cada ión oxalato durante la reacción con permanganato? 2 electrones 6. Balancear la reacción completa entre el oxalato de sodio Na2C2O4 y el permanganato de potasio en presencia de ácido sulfúrico, para dar como productos principales, dióxido de carbono y sulfato de manganeso (II).

7. La reacción de óxido-reducción entre los iones Fe2+ y MnO4- en medio ácido, produce Mn2+ y Fe3+. Escribir esta reacción iónica y balancéala mediante el método del ión electrón.

8. Escribir completa y balanceada la reacción entre el permanganato de potasio con el sulfato ferroso, en presencia de ácido sulfúrico.

9. Escribir completa y balanceada la reacción entre el permanganato de potasio con el agua oxigenada, en presencia de ácido sulfúrico.

10. Investigar los posibles efectos dañinos a la salud o al medio ambiente, de las siguientes especies de manganeso: Mn2+, MnO2(s) y MnO4- . Registrar la fuente de información. Efectos del Manganeso sobre la salud. Los efectos del manganeso mayormente ocurren en el tracto respiratorio y el cerebro. Los síntomas por envenenamiento con Manganeso son alucinaciones, olvidos y daños en los nervios; puede causar Parkinson, embolia de los pulmones y bronquitis. Un síndrome que es causado por el manganeso tiene los siguientes síntomas: esquizofrenia, depresión, debilidad de músculos, dolor de cabeza e insomnio. Porque el Manganeso es un elemento esencial para la salud de los humanos la falta de este puede también causar efectos sobre la salud. Estos son los siguientes efectos:EngordarIntolerancia a la glucosaCoágulos de sangreProblemas de la pielBajos niveles de colesterolDesorden del esqueletoDefectos de nacimientoCambios en el color del peloSíntomas neurológicos Efectos ambientales del Manganeso Para los animales el Manganeso es un componente esencial sobre unas 36 enzimas que son usadas para el metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas. Con animales que comen muy poco manganeso interfiere en el crecimiento normal, la formación de huesos y en la reproducción. Pero para algunos animales la dosis letal es bastante baja, lo cual significa que tienen pocas posibilidades de supervivencia incluso a pequeñas dosis de manganeso cuando este excede la dosis esencial.Bibliografía

http://agalano.com/Cursos/QuimAnal1/Patrones.pdf

Material por equipo

1 bureta de 50 mL con pinzas

Matraces Erlenmeyer

Mechero con manguera y tripié

Reactivos

1ª parte 2ª parte 3ª parte

Disolución de KMnO4 0.02M(Máximo 100mL en total por equipo para todos los experimentos)

Sal desconocida de Fe2+

(Aprox. 0.3g por equipo)Solución de H2O2 aprox. 0.03% m/v (30mL por equipo)

Oxalato de sodio o potasio (Aprox. 0.3g por equipo)

H2SO4 (1:8) H2SO4 (1:8)

H2SO4 (1:8) (15mL) Solución valorada de KMnO4 (aprox. 0.02M)

Solución valorada de KMnO4 (aprox 0.02M)

Agua destilada caliente

Procedimiento

Valoración del KMnO4

Pesar en una balanza analítica aproximadamente 0.1g de oxalato de sodio y disolverlo en aproximadamente 10mL de agua destilada caliente (casi hirviendo), en un matraz Erlenmeyer. Añadir unos 5mL del H2SO4 1:8. Es necesario utilizar agua caliente porque la reacción es muy lenta, especialmente al principio. Valorar con la solución de permanganato contenida en una bureta, agitando continuamente y colocando un papel blanco debajo del matraz Erlenmeyer, para apreciar bien los cambios de coloración. Al principio, con cada gota de permanganato que cae, la solución de oxalato se torna rosa, pero el color desaparece rápidamente la agitación, el punto de equivalencia llega cuando el color permanece por unos 20 segundos. Tomar nota del volumen de KMnO4 gastado. Repetir dos veces más, adicionando volúmenes más pequeños al acercarse el punto de equivalencia esperado. Con los valores de masa de oxalato pesado y volumen de permanganato gastado y tomando en cuenta los coeficientes estequiométricos para la reacción balanceada, realizar los cálculos necesarios para llenar la tabla 1.

Tabla.1

___ C2O4 2- + ___ MnO4- ___ CO2 + ___ Mn2+

Núm. Masa deoxalato (g)

Cantidad deoxalato de sodio (mol)

Volumen deKMnO4gastado (mL)

Cantidad deKMnO4Consumido (mol)

Molaridad de lasolución de KMnO4

1 0.1g 7.932x10-4 14.3ml 3.1728x10-4 0.02M

2 0.1g 7.932x10-4 16.8ml 3.1728x10-4 0,018M

3 0.15g 8.566x10-4 18.2ml 3.4264x10-4 0.018M

Promedio: 0.018M

Valoración de FeSO4

Pesar cuidadosamente 0.1g de la sal ferrosa y disolverla en 10mL de H2SO4 1:8. Se va agregando la solución de KMnO4 de la bureta con agitación constante. La reacción se da por completa cuando la solución, que en un inicio es incolora, se torna rosa pálido y esta coloración se mantiene por aproximadamente 20 segundos. Tomar nota del volumen de KMnO4 gastado. Repetir dos veces más, adicionando volúmenes más pequeños al acercarse el punto de equivalencia esperado. Con los valores de masa de sal ferrosa pesada y volumen de permanganato gastado y tomando en cuenta los coeficientes estequiométricos para la reacción balanceada, realizar los cálculos necesarios para llenar la tabla 2.

Tabla 2

5 Fe2+ + 2 MnO4 - 5 Fe3+ + 2 Mn2+

Núm. Masa de la muestra de sal ferrosa (g)

Volumen de KMnO4 consumido (mL)

Cantidad de KMnO4 consumido (mol)

Cantidad de Fe2+ presente en la muestra (mol)

% m/m de Fe2+ en la muestra sólida

1 0.1g 4ml 1.43x10-4 3.958x10-4 2.7%

2 0.109g 3.6ml 1.56x10-4 3.922x10-4 2.7%

3 0.12g 5ml 1.72x10-4 4.318x10-4 2.7%

Promedio: 2.7%

Valoración del H2O2

Transferir con una pipeta 10mL de la disolución de agua oxigenada a un matraz Erlenmeyer limpio, no necesariamente seco y añadir 5mL de H2SO4 (1:8) Con la disolución valorada de KMnO4 titular la disolución de peróxido. El punto de equivalencia se alcanza cuando la solución valorada adquiere una coloración rosa pálido que no desaparece con la agitación. Tomar nota del volumen de titulante gastado. Repetir la titulación dos veces más, adicionando volúmenes más pequeños al acercarse el punto de equivalencia esperado. Conociendo el volumen de permanganato gastado y tomando en cuenta los coeficientes estequiométricos para la reacción balanceada, realizar los cálculos necesarios para llenar la tabla 3.

Tabla 3

2MnO4- + 5H2O2 5 O2 + 2 Mn2+

Núm.

Volumende H2O2

(mL)

Volumen dede KMnO4

consumido(mL)

Cantidad deKMnO4

Consumidos(mol)

Cantidad deH2O2

presente en la muestra(mol)

Molaridaddel H2O2

enla muestra

% m/v delH2O2 en lamuestra

1 10ml 0.1ml 1.176x10-3 2.94x10-3 0.086 3.4

2 10ml 0.1ml 1.176x10-3 2.94x10-3 0.086 3.4

3 10ml 0.1ml 1.176x10-3 2.94x10-3 0.086 3.4

Promedio: 3.4

Análisis y Cuestionario

Para la valoración de la solución de permanganato de potasio: ¿Qué tan semejante resultó la molaridad obtenida con la esperada? Calcular el % de error

Muy cercana al valor que se tenía planeado ya que solo obtuvimos el 10%de error.

¿Qué tan semejantes son entre sí los tres valores de molaridad obtenidos para cada alícuota? ¿Cuál es la desviación estándar?

Muy parecidos ya que al parecer fue muy preciso el valor de cada alícuota con una desviación estándar de .0016.

¿A qué pueden atribuirse las diferencias?

A la diferencia de la temperatura de cada muestra.

¿Si tuviera que repetirse la determinación, qué modificaciones deberían

Hacerse?

Fijar un periodo en que las alícuotas se calienten de la misma forma.

La sal ferrosa puede tratarse de sulfato ferroso amoniacal hexahidratado

(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O o de cloruro ferroso hexahidratado (FeCl2 6H2O). Con base en el porcentaje de Fe2+determinado en la muestra, decir de qué sal se trató.

De sulfato ferroso amoniacal hexahidratado.

Para el agua oxigenada:

¿Cuál era la molaridad esperada para la solución de agua oxigenada que se

analizó?

0.08 M.

¿Qué tan semejante resultó la molaridad obtenida con la esperada? Calcular el

% de error.

Son casi iguales a diferencia de unos milésimos.

7.5% de error.

¿A qué pueden atribuirse la diferencia?

Error sistemático de cálculos.