Estequiometría y titulación redox
Un laboratorio de control de calidad de una planta de Bahía Blanca necesita saber cuánto hierro lleva una solución. Para eso se deja caer, gota a gota desde una bureta, una solución violeta de permanganato sobre la muestra. Al principio el violeta desaparece al instante; hasta que una sola gota deja todo de un rosa que no se va. ¿Cuántos moles de hierro había, sabiendo solamente cuánto volumen se gastó?
Moles a partir de una ecuación redox balanceada
Una vez balanceada una reacción redox, los coeficientes significan lo mismo que en cualquier otra reacción: proporciones de moles. Lo particular es cómo se las analiza: en solución, midiendo el volumen de un reactivo de concentración conocida.
Cómo se balancea con el método del ion-electrón
Para balancear una ecuación redox en medio ácido se escribe cada hemirreacción por separado, se balancean los átomos (el O con H₂O y el H con H⁺) y las cargas (con electrones), y después se igualan los electrones intercambiados y se suman.
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.
Titulaciones con permanganato
El volumen gastado es la diferencia entre la lectura final y la inicial del menisco en 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 y titulación indirecta
Si mezclás lavandina incolora con yoduro de potasio incoloro, el líquido se vuelve pardo de inmediato por el yodo formado. ¿Se puede aprovechar ese producto para medir el hipoclorito sin titularlo directamente?
Pureza y concentración de una muestra comercial
Muchas veces la muestra se diluye antes de titular, y el resultado se pide como concentración o como % de pureza.
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
A veces la reacción directa es lenta o el indicador no marca un final claro. ¿Cómo se mide entonces la cantidad de analito?
Volvé al principio: el volumen de permanganato gastado, multiplicado por su molaridad, da los moles de permanganato; los coeficientes de la ecuación balanceada los convierten en moles de hierro.