Estequiometría y titulaciones redox
Cuando en el laboratorio de la escuela dejás caer gota a gota una solución violeta de permanganato sobre otra con hierro(II), el color desaparece al instante, hasta que una sola gota tiñe todo de rosa y el rosa no se va. ¿Cuántos moles de hierro había en el matraz, sabiendo solo cuánto líquido bajó de la bureta?
Repaso: la ecuación redox balanceada
Antes de calcular moles necesitás la ecuación balanceada, porque sus coeficientes son los factores de conversión. El balanceo por tanteo ya lo practicaste en 3° año: igualás los átomos de cada elemento a ambos lados. Acá solo reconocemos las hemirreacciones y quién oxida y quién reduce.
Moles a partir de una ecuación redox balanceada
Ya balanceada, una ecuación redox se lee como cualquier otra: los coeficientes son proporciones de moles.
En la determinación permanganimétrica de hierro disuelto, el ion permanganato oxida cuantitativamente al catión hierro(II) en medio fuertemente ácido generado con exceso…
En la determinación permanganimétrica de hierro disuelto, el ion permanganato oxida cuantitativamente al catión hierro(II) en medio fuertemente ácido generado con exceso de ácido sulfúrico, reduciéndose a ion manganeso(II) y oxidándose el hierro a ion hierro(III).
- a) Ajustá mediante el método del ion-electrón la ecuación iónica global correspondiente a este proceso redox.
- b) Si para valorar una muestra problema se consumen exactamente $12{,}50\,\mathrm{mL}$ de una solución acuosa de permanganato de potasio $0{,}0200\,\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$, determiná la cantidad de sustancia (en moles) de iones $\mathrm{Fe^{2+}}$ presentes en la muestra analizada.
Ampliación: titulaciones redox
El permanganato es violeta intenso y, al reaccionar, se convierte en $\mathrm{Mn^{2+}}$ casi incoloro. Por eso es su propio indicador: el punto final es la primera gota que deja un rosa pálido persistente. El volumen gastado es la diferencia entre la lectura final y la inicial de la bureta.
La valoración del ácido oxálico con permanganato de potasio requiere un calentamiento controlado previo del erlenmeyer a unos $60\,^\circ\mathrm{C}$ para acelerar la…
La valoración del ácido oxálico con permanganato de potasio requiere un calentamiento controlado previo del erlenmeyer a unos $60\,^\circ\mathrm{C}$ para acelerar la lenta cinética inicial antes de que el ion $\mathrm{Mn^{2+}}$ generado actúe como autocatalizador. La reacción ajustada es:
$2\,\mathrm{MnO_4^-} + 5\,\mathrm{H_2C_2O_4} + 6\,\mathrm{H^+} \rightarrow 2\,\mathrm{Mn^{2+}} + 10\,\mathrm{CO_2} + 8\,\mathrm{H_2O}$
Se valoran $20{,}00\,\mathrm{mL}$ de una solución patrón de $\mathrm{H_2C_2O_4}$ $0{,}0500\,\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ gastando $16{,}00\,\mathrm{mL}$ de solución de $\mathrm{KMnO_4}$. Calculá la concentración molar de la solución de permanganato de potasio empleada.
Se dispone de una alícuota de $25{,}0\,\mathrm{mL}$ de una disolución acuosa que contiene $\mathrm{Fe^{2+}}$, tratada con ácido sulfúrico en exceso. Se valora mediante…
Se dispone de una alícuota de $25{,}0\,\mathrm{mL}$ de una disolución acuosa que contiene $\mathrm{Fe^{2+}}$, tratada con ácido sulfúrico en exceso. Se valora mediante permanganimetría con una disolución patrón de $\mathrm{KMnO_4}$ $0{,}0200\,\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$. En el esquema experimental siguiente se aprecian las lecturas inicial y final del menisco de la disolución en la bureta, correspondientes a $3{,}10\,\mathrm{mL}$ y $18{,}10\,\mathrm{mL}$, respectivamente:
Considerá la reacción iónica ajustada:
$\mathrm{MnO_4^-} + 5\,\mathrm{Fe^{2+}} + 8\,\mathrm{H^+} \rightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 5\,\mathrm{Fe^{3+}} + 4\,\mathrm{H_2O}$
- a) Determiná la concentración molar de iones $\mathrm{Fe^{2+}}$ en la disolución analizada.
- b) Justificá el criterio experimental que define el punto final en esta permanganimetría e indicá por qué no debe emplearse ácido clorhídrico en lugar de ácido sulfúrico para acidular el medio.
Yodometría: titulación indirecta
Si mezclás lavandina (incolora) con yoduro de potasio (incoloro), la solución se pone parda: se formó yodo. ¿Cómo usar ese producto para cuantificar el hipoclorito sin titularlo directamente?
Pureza de una muestra y diluciones previas
Muchas veces la muestra comercial (como el agua oxigenada de la farmacia) es demasiado concentrada y se diluye antes de titular. Hay que "volver para atrás" por la dilución.
El peróxido de hidrógeno actúa como reductor frente al permanganato de potasio en medio ácido sulfúrico. Para determinar la riqueza de un agua oxigenada comercial cuya…
El peróxido de hidrógeno actúa como reductor frente al permanganato de potasio en medio ácido sulfúrico. Para determinar la riqueza de un agua oxigenada comercial cuya densidad es $1{,}015\,\mathrm{g\cdot mL^{-1}}$, se toman $2{,}00\,\mathrm{mL}$ de la muestra y se diluyen en un matraz aforado hasta $100{,}0\,\mathrm{mL}$. A continuación, se valora una alícuota de $20{,}00\,\mathrm{mL}$ de dicha disolución con $\mathrm{KMnO_4}$ $0{,}0150\,\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$, gastándose $19{,}60\,\mathrm{mL}$ de valorante.
Reacción: $2\,\mathrm{MnO_4^-} + 5\,\mathrm{H_2O_2} + 6\,\mathrm{H^+} \rightarrow 2\,\mathrm{Mn^{2+}} + 5\,\mathrm{O_2} + 8\,\mathrm{H_2O}$
- a) Calculá la concentración molar de $\mathrm{H_2O_2}$ en el agua oxigenada comercial.
- b) Determiná el porcentaje en masa (% en peso) de $\mathrm{H_2O_2}$ en dicha muestra comercial. Datos: masas molares atómicas en $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$: $\mathrm{H} = 1{,}0$; $\mathrm{O} = 16{,}0$.
Titulación por retroceso y ensayo en blanco
Si el analito reacciona muy lento o el indicador no marca un final claro, ¿cómo se mide igual su cantidad?
Volvé al principio: la gota que tiñe de rosa marca el momento en que todo el hierro(II) se consumió. Con $n = M\cdot V$ del permanganato y el factor 5 de la ecuación balanceada, obtenés los moles de hierro de la muestra.