Mendoza Hernandez DianaGarcía Aguirre Gilberto Antonio

Práctica N. 4  Determinación de concentraciones

IntroducciónLas reacciones oxido reducción son aquellas en las cuales hay transferencia de electrones de un reactivo a otro. Las titulaciones redox se basan en la reacción entre un analito y un titulante, estas titulaciones se ocupan cuando la muestra cuya concentración se desconoce no posee propiedades ácido base, pero si es capaza de oxidarse. En dichas titulaciones suele usarse un oxidante fuerte, como lo es el permanganato de potasio.El permanganato de potasio (KMnO4) es un compuesto químico formado por iones potasio (K+) y permanganato (MnO4−). Es un fuerte agente oxidante. Tanto como sólido como en solución acuosa presenta un color violeta, se reduce al catión Mn+2,  incoloro, en soluciones ácidas. Esta propiedad permite detectar el punto final de la reacción sin agregar ningún indicador visual.El KMnO4 no puede utilizarse como patrón primario debido a que aún el KMnO4 para análisis contiene siempre pequeñas cantidades de MnO2, o al ser un oxidante muy fuerte puede haber reaccionado parcialmente con alguna sustancia que se oxide fácilmente, con la que hubiera entrado en contacto, la sustancia que se emplea como patrón primario para determinar la concentración de disoluciones de KMnO4 es el oxalato de sodio     

AGENTE OXIDANTEEs la especie química que un proceso redox acepta electrones y, por tanto, se reduce en dicho proceso    

AGENTE REDUCTOREs la especie química que un proceso redox pierde electrones y, por tanto, se oxida en dicho proceso (aumenta su número de oxidación).  

Hipótesis1. se puede determinar la concentración de una disolución en sus distintas formas de

expresarla, mediante una titulación redox2. será más difícil ser preciso en estas titulaciones al llegar al punto de equivalencia,

puesto que en un cambio mínimo en el volumen utilizado puede provocar que éste se rebase.    

Objetivos1. determinar cuál es la concentración real de nuestra disolución de permanganato

de potasio, mediante una titulación redox.2. determinar que sal de hierro es la que está disuelta en nuestra disolución mediante

el volumen de permanganato utilizado en una titulación redox y el %m/m de hierro en ella.

3. Determinar el % m/v de una muestra de H2O2

Resultados (parte 1)

Alícuota masa de oxalato de potasio (g)

cantidad de oxalato (mol)

cantidad de KMnO4 (mol)

Volumen de permanganato consumido(mL)

Molaridad de la disolución de permanganato

1 0.100 6.02x10^-4 2.408x10^-4 15.6 0.0155

2 0.103 6.17x10^-4 2.468x10^-4 15 0.016

Análisis de resultados El volumen teórico de permanganato de potasio 0.02M a utilizar era de 17mL, si la disolución tuviera una molaridad correcta, sin embargo, al llevar a cabo la titulación, los volúmenes utilizados fueron menores, lo cual nos indica que la moralidad está por debajo de la esperada, dato que se confirma al hacer los cálculos. Esto no nos indica necesariamente una mala preparación de la disolución, en cuanto al procedimiento experimental, la diferencia en la concentración esperada puede estar dada por las impurezas que pudiera tener el permanganato, o por alguna reacción con un reductor, ya que el permanganato es un oxidante muy fuerte, y al entrar en contacto con una pequeña cantidad de algún reductor, reaccionaría considerablemente.

Cuestionario final

1. cuál es el porcentaje de error de la molaridad obtenida y la molaridad esperada

Nuestro porcentaje de error fue del 21%

2. calcula la desviación estándar entre los valores de molaridad de cada alícuota

Desviación estándar= 2.5x10-4    3) ¿ A qué pueden atribuirse estas diferencias?A la mala medición del volumen gastado en la bureta, o a una buena medición, pero, un exceso de permanganato utilizado.

    4) Si tuviera que repetirse la determinación ¿Qué modificaciones deberían hacerse?   Llevar a cabo las mediciones del volumen consumido en la bureta con mayor cuidado, sobre todo tratando de ser lo más precisos posibles en los decimales.Fijarnos bien en la disolución que se encuentra en el matraz, para no utilizar un volumen de titilante excedido.

RESULTADOS PARTE 2 

Sal ferrosa Volumen teórico de KMnO4

(NH4) Fe(SO4)2.6H2O

3.89 mL

FeSO4.6H2O 5.77 mL

FeCl2. 6H20 2.85mL

Tabla 2.1  Volumen teórico de titilante para cada sal (DATOS TEÓRICOS)

Muestra

Concentra- ción M de KMnO4

Volumen de KMnO4Utilizado (mL)

Cantidad de MnO4¯(Mol)

Cantidad de Fe 2+Presente en la sal (Mol )

Masa de hierro presente en la sal(g)

Masa de sal ferrosa(g)

% m/mDe hierro presente en la sal

1 0.02 6 1x10^-4

5x10^-4

0.0328

0.16 20.50%

2 0.02 5.5 8x10^-5

4.1x10^-4

0.0231

0.15 15.56%

3 0.02 5.5 8x10^-5

4.1x10^-4

0.0231

0.14 16.56%

promedio

5.66 17.54%

Tabla 2.2 resultados experimentales, el promedio de % m/m de hierro presente en la sal se calculó suponiendo que 0.15 g de sal estaban puros

Sal ferrosa % m/m teórico de Fe 2+

(NH4) Fe(SO4)2.6H2O

14%

FeSO4.6H2O 21%

FeCl2.6H2O 23%Tabla 2.3 % m/m de Fe2+ presente en cada sal tomando en cuenta que contenían agua

Análisis de resultados

De acuerdo al volumen teórico calculado se cree que la sal ferrosa que se tituló fue FeSO4.6H20  ya que la cantidad en mL de KMnO4 necesario para titularlo es de 5.77 mL y se ocuparon experimentalmente 5.66 mL en promedio, lo que nos lleva a pensar que efectivamente es FeSO4.6H20

Si nuestro dictamen se basará en los resultados de la tabla 2.1 podríamos asegurar que es Sulfato ferroso amoniacal, pero en esa tabla se muestra  el % m/m de Fe2 sin tomar en

cuenta que las sales están hidratadas, esto nos indica que las sales son completamente ;;puras;; cuando se sabe teóricamente que contienen agua.

Si se toma en cuenta la cantidad de g de Fe2 que reaccionan en promedio o sea 0.0264 g y se considera que tenemos 0.0876 g de FeSO4 (no se tienen .15 g de sal ya que esta hexahidratada) entonces el % m/m de Fe2 presente es 30.13 % (en promedio), teóricamente el % m/m de Fe2 presente en un  mol de FeSO4  es 36%, esto nos lleva a pensar que efectivamente se trata de FeSO4.

El hecho de que se aleje alrededor del 6% del porcentaje teórico, se puede justificar bajo los siguientes argumentos;Ni el titulante ni el analito son patrones primarios, así que ambos tienen grados de impurezas que podemos llegar a desconocer.El KMnO4  en disolución acuosa puede contener MnO2, además que al ser un oxidante muy fuerte puede reaccionar parcialmente afectado su concentración.

Resultados (parte 3)

Alícuota

concentración molar del KMnO4(M)

Volumen consumido de KMnO4(mL)

Cantidad de MnO4 consumido (mol)

Cantidad de H2O2 que reaccionó(mol)

Masa de H2O2 que reaccionó (g)

Volumen de H2O2 (alícuota) (mL)

%m/v de H2O2 en la muestra

1 0.02 11.3 1.7X10-4 4.25X10-4 0.014 10 mL 0.14%

2 0.02 11.1 1.66X10-4 4,1625X10-4 0.0141 10mL 0.141%

Análisis de resultados

El porcentaje esperado era de .15% y nuestro % m/v fue en promedio de 0.1405, lo que nos indica que se tuvo un % de error de 6.33% este % de error puede deberse a que el KMnO4 utilizado en la valoración no fue titulado con anterioridad, por lo que no se sabe con certeza si la concentración de KMnO4 es 0.02 M

Preguntas finales (conclusión) 1. ¿Qué procedimiento experimental se realizó para conocer la concentración exacta

de una disolución?R: Titulaciones redox      2)  ¿cuál es la concentración exacta de las disoluciones usadas en la práctica?R: según nuestros resultados, para el KMNO4 la M promedio es 0.01505MPara el porcentaje de hierro presente en la sal, el promedio es de 17.54%m/mPor último para el %m/v de peróxido en la muestra, el porcentaje promedio es de 0.1405%     3) ¿qué diferencia existe entre las prácticas 2 y 3 con respecto a esta práctica?R: que en las prácticas anteriores se determinaron porcentajes mediante titulaciones ácido-base y en esta fueron a través de titulaciones redox.Como punto final:

Mediante las titulaciones redox, se pueden determinar diferentes formas de expresar la concentración, como la molaridad, el %m/m, etc.