VOLUMETRIAS REDOX I. PERMANGANIMETRIAS NORMALIZACION DE UNA DISOLUCION DE PERMANGANATO POTÁSICO

VOLUMETRIAS REDOX I. PERMANGANIMETRIAS

NORMALIZACION DE UNA DISOLUCION DE PERMANGANATO POTÁSICO

Fundamento

        El permanganato potásico, KMnO4, tiene un enorme campo de aplicación como reactivo valorante debido a que es un oxidante fuerte y autoindicador. Normalmente se utiliza en medio ácido, por lo que su semi-reacción es:

MnO4- + 8H3O+ + 5e- ↔ Mn2+ + 12 H2O

        Ya que el anión MnO4- es violeta, cuando la reacción volumétrica en la que participa es tal que el resto de los reactivos son incoloros, el primer exceso de MnO4- que añadamos originará un color rosa en la disolución.

Debido a que el KMnO4 no reúne todos los requisitos de un patrón primario, sus disoluciones se preparan en concentración aproximada y se normalizan frente a una sustancia tipo primario reductora, como el oxalato sódico Na2C2O4.  En medio ácido, la semi-reacción es:

HC2O4- + H2O ↔ 2CO2 + H3O+ + 2e-

(Ya que el C2O42- pertenece a un sistema ácido-base:  H2C2O4/HC2O4-/C2O42- esta semi-reacción puede ponerse de varias formas, pero siempre se intercambian 2 electrones y se liberan 2 moléculas de CO2)

        Por tanto, la reacción volumétrica a utilizar será:

2 MnO4- + 5 HC2O4- + 11 H3O+ ↔ 2 Mn2+ + 10 CO2 + 19 H2O

        El Punto Final viene marcado, por el primer exceso de KMnO4 que teñirá de rosa la disolución.

        Es importante recalcar que la valoración debe completarse en caliente, a una temperatura superior a los 600C, que la reacción tiene un período de inducción de varios segundos, hasta que aparecen las primeras trazas de Mn2+ que actúa de autocatalizador y que el permanganato debe añadirse mezclándolo perfectamente, ya que un exceso localizado puede dar lugar a la aparición de un precipitado oscuro (MnO2), debido a un exceso local de MnO4-. Por el mismo motivo, el KMnO4 debe dejarse caer directamente sobre la disolución que se valora, no dejándolo resbalar por las paredes del erlenmeyer

Procedimiento

Preparación de una disolución de Na2C2O4

        Se disuelve la cantidad adecuada de Na2C2O4 tipo primario (previamente desecado en estufa a 110ºC) y pesada exactamente (en la balanza analítica) en un matraz aforado. La cantidad a pesar depende del volumen del matraz, de la concentración del KMnO4 y de lo que se desee gastar de éste en la normalización. La molaridad de la disolución de Na2C2O4 se calcula numéricamente y se conoce con exactitud.

Normalización de la disolución de KMnO4

        Se pipetean en un erlenmeyer 10,00 mL de la disolución de Na2C2O4 anterior, y se añaden 5 mL de H2SO4 1:1 (medidos con la probeta: ¡Cuidado con su preparación!). Se calienta a 80-900C, y desde la bureta se va agregando lentamente y con agitación continua, disolución de KMnO4 hasta aparición de color rosa permanente que no desaparece al agitar.

        El procedimiento debe repetirse con al menos tres alícuotas diferentes de 10,00 mL de disolución de Na2C2O4, lo cual permite obtener el [pic 1].

Resultados

A partir de los valores experimentales: molaridad y volumen tomado de Na2C2O4, y volumen medio gastado de KMnO4, se calcula la molaridad de este último a partir de la reacción volumétrica indicada más arriba:

[pic 2]

[pic 3][pic 4]

DETERMINACION DE HIERRO POR EL METODO DE ZIMMERMANN-REINHARD

Fundamento

        Debido al oxígeno atmosférico, las disoluciones de hierro siempre contienen a éste (en mayor o menor medida) en su estado de oxidación +3. Para poder determinar volumétricamente hierro con KMnO4 debe pasarse de forma cuantitativa el Fe(II) a Fe(II), mediante una reducción previa. El reductor recomendado en este método, es el cloruro de estaño(II) que actúa de acuerdo a:

2Fe3+ + Sn2+ ↔ 2Fe2+ + Sn4+

El exceso de Sn2+ debe ser eliminado para que no interfiera en la posterior valoración, y eso se logra con cloruro mercúrico:

Sn2+ + 2 HgCl2 ↔  ↓ Hg2Cl2 + Sn4+ + 2Cl-

        El hierro, una vez transformado cuantitativamente en Fe2+, puede valorarse con KMnO4.:

MnO4- + 5 Fe2+ + 8H3O+↔ Mn2+ + 5 Fe3+ + 12 H2O

Sin embargo se plantean varios problemas:

El Fe3+ es coloreado (amarillo) y dificulta la detección del punto final.

La disolución contiene cloruro, que es oxidado a cloro por el permanganato.

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