Práctica 9: Titulación redox

OBJETIVO: Investigar la cantidad de peróxido de hidrógeno presente en el agua oxigenada comercial.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

El agua oxigenada comercial es una disolución de peróxido de hidrógeno en agua destilada con una concentración variable entre el 3 y el 30 %. Esta concentración suele expresarse en términos de volúmenes, lo que quiere decir el volumen de oxígeno liberado por un volumen de disolución, p. ej.: si tenemos agua oxigenada de 10 vol entonces 1 L de l amisma liberará 10 L de oxígeno en CCNN, de acuerdo a la reacción: 2 H2O2 → 2 H2O + O2, donde 2 moles de peróxido de hidrógeno (34 g) liberan 1 mol de oxígeno gaseoso, o sea, 22.4 L en CCNN.

La reacción entre el peróxido de hidrógeno y el permanganato en medio ácido es la siguiente:

2 MnO4- + 5 H2O2  +  6 H+  →  2 Mn+2 + 5 O2 + 8 H2O

MATERIALES:

• Pie y pinza
• Bureta
• Erlenmeyer
• Pipeta
• Matraz aforado de 100 mL
• KMnO4 0.05 M
• Agua oxigenada comercial
• H2SO4 2 M

SECURIDAD:

• Usa gafas de seguridad.
• Las sustancias empleadas son tóxicas: en caso de contacto con la piel, lavar con abundante agua.

PROCEDIMIENTO:

1. Coloca la bureta en el pie con la pinza. Llénala con el permanganato, asegurándote de que no quedan burbujas, y enrásala a 0.
2. Haz una disolución de agua oxigenada tomando 10 mL de la comercial y diluyéndola hasta 100 mL en el matraz aforado con agua destilada.
3. Toma 25 mL de esta disolución con la pipeta y pásala al erlenmeyer. Añade 25 mL de ácido sulfúrico y 25 mL de agua destilada.
4. Titula la mezcla con el permanganato hasta que permanezca un ligero color violeta en el erlenmeyer (eso significa que has puesto justo una gota de más).
5. Anota el volumen gastado y repite el procedimiento para confirmar el resultado.

TAREAS:

1. Haz una tabla con tus resultados.
2. Calcula la concentración de peróxido de hidrógeno del agua oxigenada comercial teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción y la dilución realizada y compara tu resultado con lo que viene en el bote.
3. Evalúa el procedimiento en cuanto a precisión y exactitud de los resultados. Expón detalladamente debilidades y fuentes de error del método y soluciones para las mismas.

RESULTADOS:

1.

Volumen del permanganato potásico

2. Para realizar esta práctica voy a considerar solo la media de dos de los tres volúmenes que he conseguido, ya que son prácticamente iguales. La media entre 16.8 y 16.9 es 16.9, y este es el volumen que utilizaré.

Para calcular la concentración de peróxido de hidrógeno del agua oxigenada primero averiguamos los moles del permanganato de potasio. Para eso, utilizamos la molaridad de esta sustancia, que sabemos que es 0.05 M y la multiplicamos por el volumen en litros obtenido, con lo que la fórmula quedaría así:

Molaridad= Moles/ Volumen en litros de la disolución; Molaridad x Volumen de la disolución= Moles

0.05= x/ 0.01685; 0.05 x 0.01685 = x; x = 0.0008425 moles de permanganato de potasio

Redondeamos a 0.000843, porque debemos tener el mismo número de cifras significativas.

A continuación, aplicamos estequiometría para averiguar los moles de agua oxigenada que tenemos.

2 moles de permanganato -------------------------- 5 moles de agua oxigenada

0.000843 moles de permanganato -------------------- x moles de agua oxigenada

x = 0.00211 moles de agua oxigenada

Como hemos utilizado 25 mL de agua oxigenada, multiplicamos el número de moles entre 0.025 L, y con esto nos da la concentración.

0.00211/0.025= 0.0844 moles/L

Finalmente, multiplicamos la concentración por 10,ya que durante el experimento mezclamos 10 mL de peróxido de hidrógeno con 100 mL de agua; y en el bote el agua oxigenada  es 10 veces mayor.

0.0844 x 10= 0.844 M

CONCLUSIÓN:

Como podemos comprobar en los cálculos que hemos hecho arriba, la concentración de peróxido de hidrógeno del agua oxigenada comercial es 0.844 M, que es la solución que nos tenía que salir, ya que el agua oxigenada que hemos utilizado para el experimento era del 3%, que corresponde a 0.885 M.

EVALUACIÓN:

Práctica de laboratorio 8: La velocidad de evaporación

OBJETIVO: Comprobar que la temperatura es un factor que altera la velocidad de evaporación del alcohol.

MATERIALES:

• Alcohol
• Tubo de ensayo graduado
• Agua
• Calentador de vaso
• Vaso de precipitado
• Cronómetro
• Termómetro

SEGURIDAD:

No encender el calentador de vaso hasta que se encuentre dentro del recipiente, y desconectarlo antes de sacarlo.

PROCEDIMIENTO:

1. Llenamos el vaso de precipitado con agua y y le metemos el calentador de vaso hasta que el agua se encuentre a 30ºC. Esta temperatura la sabemos gracias al termómetro.
2. Removemos el agua para asegurarnos que toda está a la misma temperatura.
3. Llenamos un tubo de ensayo con 10 mL de alcohol y lo metemos dentro del vaso de precipitado, y lo dejamos ahí durante 5 minutos. Comprobamos la cantidad de alcohol que queda en el tubo de ensayo.
4. Repetimos este proceso a la misma temperatura con la misma cantidad de alcohol para asegurarnos que el resultado es correcto.
5. Repetimos los pasos 3 y 4 con las siguientes temperaturas: 40ºC, 50ºC, 60ºC y 70ºC.

RESULTADOS:

Relación volumen-temperatura del alcohol

Una vez hecha la práctica de laboratorio hemos podido ver gracias a los datos obtenidos, que a mayor temperatura, mayor cantidad de alcohol. Éstos no eran los resultados que esperábamos obtener, y por lo tanto podemos decir que la práctica ha sido un fracaso. En la tabla siguiente podemos ver que a una temperatura de 30ºC tenemos 10 mL de alcohol, mientras que a 40ºC, tenemos 10,1 mL, y así sucesivamente hasta que a 70ºC tenemos 10,8 mL de alcohol.

CONCLUSIÓN:

Como podemos comprobar en la tabla, nuestra práctica de laboratorio no nos ha proporcionado los resultados esperados, ya que al calentar el alcohol hemos obtenido mayor cantidad de la sustancia que a temperatura ambiente, cuando el resultado que buscábamos era una menor cantidad de alcohol. Con este resultado podemos decir que nuestra práctica ha sido fallida. No estamos seguros por qué nos han salido estos resultados, pero pensamos que es porque no hemos calentado el tubo de ensayo que contenía el alcohol directamente, sino que lo hemos calentado metiéndolo en un vaso de precipitado lleno de agua a cierta temperatura.

EVALUACIÓN: