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1° bach · Ciencia y Tecnología
Transformaciones químicas · Oxidación y reducción

Estequiometría y titulación redox

Te conviene dominar: Cálculos estequiométricos (8.° grado (Tercer Ciclo de Educación Básica))

En el laboratorio del Instituto Nacional de Santa Tecla, la maestra de Ciencia y Tecnología deja caer gota a gota una solución violeta de permanganato sobre una solución con hierro. El violeta desaparece al instante, hasta que una sola gota deja la mezcla rosada. ¿Cuántos moles de hierro había exactamente en el erlenmeyer? Eso se averigua con una titulación redox.

Balancear la ecuación: recordatorio del ion-electrón

Antes de calcular moles hace falta la ecuación balanceada (conservando masa y carga). En medio ácido, el método del ion-electrón se resume en cinco pasos:

  1. Escribí las dos semirreacciones (oxidación y reducción) con las especies que cambian.

  2. Balanceá los átomos distintos de O e H.

  3. Balanceá el oxígeno con $\mathrm{H_2O}$ y el hidrógeno con $\mathrm{H^+}$.

  4. Balanceá la carga con electrones.

  5. Multiplicá cada semirreacción para igualar los electrones, sumalas y simplificá.

Para más práctica con este método, consultá el apartado REDOX-AJUSTE.

Moles a partir de una ecuación redox balanceada

Una vez balanceada una reacción redox, sus coeficientes significan lo mismo que en cualquier otra reacción: proporciones de moles. La diferencia es práctica: estas reacciones se analizan en solución, gota a gota desde una bureta, hasta que un cambio de color indica que la sustancia analizada se consumió por completo (titulación).

Esquema de cálculo estequiométrico que relaciona los moles de permanganato con los de hierro(II) multiplicando por cinco. MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O M·V (MnO₄⁻) = n(MnO₄⁻) × 5 n(Fe²⁺) en la muestra el coeficiente es el factor de conversión entre moles

Volvé al principio: los moles de hierro en el erlenmeyer salen del volumen de permanganato gastado, de su concentración y de la proporción $1:5$ de la ecuación balanceada.

Practica★☆☆Sin empezar
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).

  1. a) Balanceá mediante el método del ion-electrón la ecuación iónica global correspondiente a este proceso redox.
  2. b) Si para valorar una muestra problema se consumen exactamente $12.50\,\mathrm{mL}$ de una disolución acuosa de permanganato de potasio $0.0200\,\mathrm{mol\times L^{-1}}$, determiná la cantidad de sustancia (en moles) de iones $\mathrm{Fe^{2+}}$ presentes en la muestra analizada.
Resolver

Titulación con permanganato

Esta sección es de ampliación.

Montaje de una titulación con permanganato: bureta con solución violeta sobre un erlenmeyer, con el cuello arriba y la base ancha abajo, que pasa a rosa pálido persistente en el punto final. menisco inicial erlenmeyer con el analito

El volumen gastado es la diferencia entre la lectura final y la inicial de la bureta (por ejemplo, $18.10 - 3.10 = 15.00\,\mathrm{mL}$). El permanganato es su propio indicador: basta una gota en exceso para que la solución quede rosada.

Yodometría: titulación indirecta

Esta sección es de ampliación.

Al mezclar cloro (el blanqueador que se usa en la pila para lavar la ropa o los baños) incoloro con una solución incolora de yoduro de potasio, el líquido se vuelve pardo oscuro por el yodo formado. ¿Cómo usar ese producto intermedio para medir el hipoclorito sin titularlo directamente?

Diagrama de una yodometría: el analito oxida el yoduro a yodo y este se titula con tiosulfato. analito oxidante I₂ formado S₂O₃²⁻ (tiosulfato) + I⁻ titula

Pureza y concentración de una muestra comercial

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Los productos comerciales (cloro, agua oxigenada) suelen estar tan concentrados que hay que diluirlos antes de titular.

Esquema de dilución previa a la titulación: toma de muestra, enrase en balón aforado y extracción de una alícuota. muestra 2.00 mL balón aforado 100.0 mL titular 20.00 mL diluir alícuota

Titulación por retroceso y ensayo en blanco

Esta sección es de ampliación.

A veces el analito es un sólido poco soluble o reacciona despacio, y no se ve un viraje claro. ¿Cómo medirlo con exactitud si la titulación directa no sirve?

Esquema de la titulación por retroceso: el analito es la resta entre el reactivo en exceso añadido y el sobrante titulado. exceso añadido (n total) − exceso sobrante (titulado) = analito

Resumen

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