Reacciones De Oxidación Listo 651a55

REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX)

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC FACULTAD DE INGENIERIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

1er TRABAJO TEMA: -

REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION PERMANGANOMETRIA, BICROMATOMETRIA, YODOMETRIA, BOMATROMETRIA.

DOCENTE: - ING. PERCY LEONIDAS CORTEZ MIRANDA

INTEGRANTES: - CHALCO PEREZ MARIA LIZBETH - JARA VERA RAFAEL YORDAN - CRUZ LIMASCCA ANALY

FECHA: ABANCAY, 13 DE OCTUBRE DE 2018

REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX)

DEDICATORIA

El presente trabajo va dirigido con una expresión de gratitud para mi distinguido docente de química analítica, que con nobleza y entusiasmo, vertió todo su apostolado en mi alma; Y a mí querida universidad nacional Micaela bastidas de Apurímac, porque en sus aulas recibo las más gratas enseñanzas que nunca olvidare.

REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX)

INDICE

Tabla de contenido 1.

INTRODUCCION ................................................................................................................. 4

2.

REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN (REDOX) .......................................................... 4 2.1.

¿QUÉ ES UNA REACCIÓN REDOX? ................................................................................. 4

a) Dosificación de reductores con soluciones oxidantes: ......................................................... 4 b) Dosificación con soluciones reductoras: ............................................................................... 5 A.

PERMANGANOMETRÍA ................................................................................................. 5

PRINCIPALES APLICACIONES ..................................................................................................... 6 B.

YODOMETRÍA .................................................................................................................... 9

APLICACIONES ......................................................................................................................... 10 C.

BICROMATOMETRÍA........................................................................................................ 12

PRINCIPALES APLICACIONES ................................................................................................... 12 D. 3.

BROMATOMETRÍA ........................................................................................................... 13 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 13

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) 1. INTRODUCCION Las reacciones de oxidación-reducción o redox son aquellas en que se transfieren electrones de un átomo, ión o molécula. La oxidación es el proceso en que un átomo, ión o molécula pierde uno o más electrones; la reducción implica ganancia de uno o más electrones por parte de un átomo, in o molécula. Un agente reductor es una sustancia que pierde uno o más electrones y en este proceso se oxida; un agente oxidante gana uno o más electrones y con ello se reduce. Dicho de otra forma, un reductor es un donador de electrones y un oxidante es un receptor de electrones. La aplicación del permanganato en los procesos de titulación es muy importante debido a que es un oxidante muy fuerte y su color púrpura intenso es suficiente para servir de indicador en la mayoría de las titulaciones, se utiliza en disolución ácida dando Mn (II) como producto de su reducción, en algunas aplicaciones se realiza en medio casi neutro o incluso alcalino, dando MnO2 como producto de reducción. El oxalato de sodio es un patrón primario, se utiliza para estandarizar las soluciones de permanganato. En medio ácido, el ión oxalato se transforma en el ácido no disociado, su reacción es: 2MnO4 + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2 + + 10CO2(g) + 8H2O

2. REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN (REDOX) 2.1.

¿QUÉ ES UNA REACCIÓN REDOX?

Como sabemos, una reacción de reducción de óxido es donde los reactivos experimentan cambios en su estado de oxidación. La ganancia de electrones es un proceso de reducción , mientras que la oxidación es una pérdida de electrones. En reacciones redox, ambas reacciones deben ocurrir. Además, el número total de electrones perdidos debe ser igual al número total de electrones ganados. Generalmente, las valoraciones redox se realizan en una solución de fuerza iónica alta y constante, debido a que los cambios potenciales en el recipiente de valoración son solo la consecuencia de la reacción redox. Los métodos más importantes y más utilizados, clasificados por la naturaleza de los oxidantes y reductores, son:

a) Dosificación de reductores con soluciones oxidantes: A - Permanganatometría; B - Yodometría; C - bicromatometría; D - Bromatometría; E - yodatometría; F - Cerimetria;

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) b) Dosificación con soluciones reductoras: A - Titanometría B - Titulación con ácido oxálico C - titulación de arsenito de Na D - Titulación del sulfato ferroso E - Titulación con tiosulfato de sodio F - Titulación con metilorano (heliontometría). A. PERMANGANOMETRÍA KMnO 4 es un agente oxidante poderoso y multilateral. Tiene aplicaciones específicas, dependiendo de cómo se usa en soluciones ácidas, neutras o alcalinas, con diferentes poderes de oxidación: a) ═ ; - ambiente ácido: E = 1,51 V a una concentración de permanganato 1 M b) ═ para la concentración de 1 M c) M.

═

; - ambiente neutro: E = 1,23 V

; - básico: E = 0.54 V a una concentración de 1

Otra razón para su uso generalizado es que también actúa como un autoindicador . El primer exceso sobre el punto de equivalencia causa una coloración rosada distinta. El poder oxidativo de KMnO 4 disminuye con la disminución de la concentración de iones H + . Las soluciones acuosas de KMnO 4 no son estables, y están influenciadas por una serie de factores: luz, sólidos en polvo, dilución, impurezas orgánicas, aumento de la temperatura, alcalinidad o acidez de la solución. La estabilidad de las soluciones de permanganato es máxima en una solución neutra a temperatura normal, oscuridad y altas concentraciones de KMnO 4 . Por lo tanto, se preparan soluciones concentradas de KMnO 4que se almacenan en botellas marrones y se diluyen antes de su uso.

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) PRINCIPALES APLICACIONES a. DETERMINACION DE HIERRO

El hierro puede titularse en medio ácido con una solución valorada de permanganato de potasio en la reacción de pre titulación de hierro (III) a hierro (II) suele emplearse el reductor de solución de cloruro de estaño cuando se emplea el reductor de jones. También se producen en titanio, Vanadio y cromo, con el consecuente sobre el consumo del titulante. Por lo tanto en la técnica de reducción no debe utilizarse en presencia de estos elementos, a menos que esté en condiciones de conseguir el volumen total de permanganato empleada en la titulación .Cuando se emplea el cloruro estañoso nose reduce el titanio y el cromo, de modo que el método puede emplearse en presencia de estos elementos sin embargo el vanadio se reduce, consumiendo la solución titulante. Cuando existe vanadio y hierro, la solución puede producirse con cloruro estañoso .Luego se titula a la acidez adecuada, de referencia con bicromato en vez de permanganato ya que estas condiciones solo se oxida el Hierro (II) La reducción en el reductor de jones pueden efectuarse en ácido sulfúrico o en ácido clorhídrico, pero la reducción con cloruro estañoso requiere ácido clorhídrico. En la titulación de Hierro (II) con permanganato en un medio de ácido clorhídrico se produce una reacción inducida en la que el cloruro se oxida parcialmente, ya puede ser a cloro molecular o ácido hipocloroso , provocando un ´excesivo consumo de permanganato .La presencia de manganeso (II) en solución evita esta reacción .Antes de la titulación de hierro (II) con permanganato en un medio ácido, se agrega manganeso (II) en forma de reactivo de zimmerman reinhardt. Este reactivo consiste en una solución de sulfato manganoso, MnSO4 en ácido sulfúrico y fosfórico diluido. La adición de ácido fosfórico antes de la titulación, en un medio de ácido sulfúrico hace más sensible el viraje del color en el punto final .El ion fosfato forma un complejo estable e incoloro de fosfato férrico. Por lo tanto, el viraje del color es de incoloro a rosado y el permanganato sirve como indicador de punto final .El ausente de ácido fosfórico el viraje seria de amarillo o amarillo verdoso a rosado. El color amarillo o amarillo verdoso es característico del Fe cuando se halla presentes en concentraciones relativamente altas.

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) b. DETERMINACION DE OXALATO O CALCIO

El permanganato reacciona con oxalato en medio ácido según la reacción: 5C2O4-2 + 2MnO4- + 16H3O ?10 CO2 + 2Mn2+ + 24 H2O El medio que se emplea habitualmente es una solución diluida de ácido sulfúrico (alrededor de 1M). La reacción es lenta a temperatura ambiente, y debe efectuarse a temperatura entre 50 y 60 °C. Las primeras gotas de solución de permanganato añadidas no se decoloran rápidamente, y no debe agregarse más hasta que se observe la decoloración .Esto indica que la reacción es lenta al principio, pero cuando aparece la primera traza Mn (II) cataliza esta reacción .Una vez formada ya esta primera traza, la decoloración de permanganato es más rápida .Debido a la tendencia del permanganato la auto descomposición, la concentración de MnO4 no debe ser demasiado elevada durante la titulación. Esto requiere que la titulación se realice a una velocidad razonable, con un eficiente mezclado y agitación. La reacción proporciona la base de uno de los procedimientos de valoración de soluciones de permanganato .Algunos metales forman oxalatos pocos solubles y pueden separarse cuantitativamente por precipitado .Una vez separado el oxalato poco soluble . Se disuelve el ácido sulfúrico diluido y la solución resultante se titula con una solución valorada de permanganato, la reacción de titulación es la mencionada anteriormente. Por lo tanto, puede determinarse el metal involucrado. Este método se emplea con frecuencia ara la determinación de calcio, la separación de oxalato de calcio se logra por adición de solución de oxalato de amonio a una solución de calcio (II) en ácido clorhídrico diluido .El precipitado de oxalato de calcio estará casi libre de oxalato de amonio como precipitado , de modo que la posterior titulación tendrá un error .Si en la separación de oxalato de calcio se emplea medio amoniacal en lugar de clorhídrico , puede introducirse un error significativo. Debe evitarse la presencia de ciertas sustancias interferentes como el titanio y el manganeso, al tiempo de precipitado de oxalato de calcio.

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) c. DETERMINACION DE ARSENICO

El arsénico (III) reacciona en solución acida con permanganato para dar: 5H3AsO3 + 2MnO4- + 6H3O+? 5H3AsO4 + 2Mn2 + + 9H2O El óxido arsenioso, As2O3, pueden disolverse en solución de hidróxido de sodio 3M, y después acidificar con ácido clorhídrico a fin de generar una solución de H3AsO3. A esta solución de arsénico (III) , se le añade un par de gotas de yodato de potasio 0,002 M para catalizar la reacción y entonces se titula con solución valorada de permanganato .La reacción se realiza en una solución caliente de ácido clorhídrico , se prefiere el empleo del catalizador y una titulación a temperatura ambiente. Cuando la titulación se efectúa en medio del ácido sulfúrico, la formación de arseniatos complejos de manganeso ocasiona una notable decoloración de la solución antes del punto final (se obtienen soluciones pardas o verdes). La reacción con el arsénico (III) también puede servir para la valorar soluciones del permanganato d. OTRAS APLICACIONES

El permanganato de potasio se utiliza como oxidante en diversos procesos técnicos. Por ejemplo se aprovecha para oxidar el grupo metilo del ácido o-metilclorosulfónico a carboxilato en la síntesis de la sacarina. En el tratamiento de las aguas residuales a veces se añade permanganato como desinfectante, oxidante y para ayudar a la floculación. En medicina se utiliza a veces una disolución diluida como desinfectante bucal. 1: determinar la concentración porcentual de la solución de H2O2 comercial 2: Determinar la concentración porcentual dl solución de FeSO4.7H2O 3: Determinar por el método indirecto la concentración porcentual de la solución de Ca+2

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) B. YODOMETRÍA El yodo elemental es un oxidante más bien suave y actúa después de la reacción: I2+2

D2I-

El yodo es poco soluble en agua y su solución no es estable, por lo que el yodo se disuelve realmente en una solución de K o yoduro de NaI . La cantidad de yodo es dos veces más alta que el yodo. La reacción endodérmica se produce: I 2 + KI ═ K [ I 3 ] La reacción redox de este anión es: D El yodo se puede utilizar en:  Titulación directa como un titulador estequiométrico, por ejemplo:

 Titulación : I 2 se añade en exceso, y el exceso de la reducción de la muestra se valora con tiosulfato, produciendo el yodo iónico y tetrationato:

 Titulación indirecta : en reacción con agentes oxidantes, el yodo producido se titula con tiosulfato de Na estándar:

Aunque la pareja de yodo existente no implica iones de hidrógeno, su uso depende del pH. A un pH mayor que 8, yodo muestra una ligera desproporción a favor de I - y , mientras que en soluciones de ácido, ion yodo se oxida por O 2 a I 2 . La oxidación es catalizada por la luz y algunos iones metálicos, por lo que la acidez y pureza del agua que se utilizará para la solución debe controlarse cuidadosamente.

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) Además, I 2 es bastante volátil, por lo que las pérdidas debidas a la evaporación pueden ser apreciables (así que cuídese de cómo mantener las soluciones) y determine el factor a intervalos reducidos. Una solución de yodo diluido tiene un color amarillo pálido y la apariencia de este color, incluso cuando el exceso de yodo se puede usar como un indicador para la titulación, pero esto requiere una práctica prolongada. Por lo tanto, para la reacción con el yodo, el almidón se usa comúnmente y experimentará una reacción al yodo, dando como resultado la producción de un complejo color azul intenso. Este color se detecta fácilmente, incluso en concentraciones muy bajas, y por lo tanto se prefiere como indicador. APLICACIONES

Sirve de base para la determinación de Cr, Pb, y Ba. El Cr3+ que se obtiene al disolver diversas muestras luego se lo oxida a CrO42- o Cr2O72- por ejemplo con KClO4 (perclorato de potasio) en HNO3 concentrado caliente o con H2O2 en solución de NaOH, luego se elimina el exceso de oxidante por calentamiento quedando el Cr2O72- o CrO42- que se determinan con exactitud por el método indirecto yodométrico. El PbCrO4 y el BaCrO4 son muy insolubles así un pequeño exceso de CrO42- a una solución que contiene Pb o Ba causa la precipitación del PbCrO4 o BaCrO4 ajustando el pH de la solución. Se lava el precipitado y luego se lo disuelve en medio ácido para convertir el

Este Cr2O72- se determina iodométricamente. También puede agregarse una cantidad de CrO42- exactamente conocida, en exceso a la solución que contiene Pb y Ba, se separa el precipitado de PbCrO4 y BaCrO4 se lava recogiendo el agua de lavado con el resto del filtrado para determinar la cantidad de CrO42- que no ha precipitado del mismo modo anterior.

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) a. DETERMINACIÓN DE MN El método consiste en oxidar el Mn2+ en solución a MnO2 con clorato de potasio (KClO4) en ácido nítrico en ebullición u oxidando a MnO4- con oxido de plata en H2SO4 4 F, eliminar el exceso de oxidante y luego determinar el MnO4- por el método yodométrico (indirecto). b. DETERMINACIÓN DE SULFUROS La reacción: Procura un medio útil para la determinación de S2-. Hay dos inconvenientes prácticos: 

1- El H2S es muy volátil y podría escapar de las soluciones ácidos o neutras.



2- Aunque el H2S se convierte en HS-, no volátil en medio alcalino, el I3- se desproporciona a I- y HIO que oxida parcialmente el HS- a SO42- a valores altos de pH.

Estos inconvenientes se salvan en la práctica por ejemplo agregando una muestra de sulfuro alcalina a un exceso de solución de I3acidificada y retro valorar el I3- sin reaccionar con S2O32estandarizado. Se puede aplicar este procedimiento para determinar Cio o Cinc en precipitados de sulfuros. En la practica se separa el precipitado por filtración o centrifugación y se lava hasta ausencia de S2-, 

Se agrega al precipitado unos ml de agua acidificada con ácido acético.



El ácido acético no disuelve el precipitado pero vuelve ácida la suspensión del precipitado protegiéndolo del desproporciona miento del I3- que se agrega ahora y evita la oxidación parcial de S2- a SO42-.



Se introduce ahora un exceso medido de solución estándar de I3- y se hace la mezcla 2 a 3 F en HCl.



El precipitado de Cd o Zn se disuelve inmediatamente:



El H2S reacciona rápida y cuantitativamente con una cantidad equivalente de I3-.

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) 

Se retrovalora el I3- que queda sin reaccionar con solución de S2O32-.



Se calcula la cantidad de CdS o ZnS por la diferencia entre las cantidades de I3- y S2O32- estándares usadas en la determinación. c. DETERMINACIÓN DE ARSÉNICO (V)

En ciertas condiciones se puede invertir la reacción As (III) – I3- (que se usa normalmente en las valoraciones de soluciones de yodo) de manera que el As (V) oxide cuantitativamente I- a I3-.

C. BICROMATOMETRÍA El potencial de oxidación del dicromo es más bajo que el permanganato de potasio y que el cerio: las reacciones son más lentas. Es un reactivo altamente estable gran ventaja para realizar las valoraciones, es decir puede someterse a altas temperaturas sin descomponerse, no reacciona con el ácido clorhídrico, puede encontrarse en grado patrón primario. Preparaciones de las soluciones del ion dicromato:” Se seca el sólido a 150 OC a 250 OC Antes de pesarlo es necesario utilizar el ácido difenil amino sinfónico, es un indicador excelente para titulaciones con este reactivo” Araya 2007. La forma oxidada de este reactivo es violeta y la forma reducida incolora, por tanto el cambio de color de una valoración directa es ion cromo III verde a violeta. Las titulaciones con dicromato se llevan a cabo con soluciones 1M. PRINCIPALES APLICACIONES a. DETERMINACIÓN DE URANIO

El uranio se puede oxidar del estado + 4 a + 6 de forma directa, debido a que el viraje de la difenilamina es muy lento, resulta preferible agregar un exceso de hierro III a la solución de hierro tetravalente y valorar dicromatometricamente el hierro II producido. b. DETERMINACIÓN DE SODIO:

El ion sodio debe precipitarse como acetato triple de sodio, zinc y uranilo: El precipitado se filtra se lava y se redisuelve, en ácido sulfúrico, el uranio es reducido del estado +4 a un reductor de iones.

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REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION (REDOX) c. DETERMINACIÓN DEL HIERRO II

Debe realizarse con moderada [HCl] “la reacción del dicromato de hierro II se ha empleado… para la determinación de algunos agentes oxidantes” SKOOG 1988 haciendo uso de un exceso de hierro II conocido; este exceso debe ser valorado por retroceso con la solución patrón dicromato de potasio.

D. BROMATOMETRÍA En este caso, el agente oxidante es el ión bromato y se trabaja en medio ácido.

Se fundamenta en el uso del titulante KBrO3, el cual en medio ácido es un fuerte oxidante: BrO3- + 6H+ + 6e- → Br- + 3H2O Antes de la titulación suele añadirse KBr, el cual por combinación con el bromato en medio ácido libera al bromo: BrO3- + 5Br - + 6H+ → 3Br2 + 3H2O El Br2 formado se utiliza como oxidante: Br2 + 2e- ↔ 2Br - . El eq./ gr. del KBrO3 es = masa/5 El indicador en la bromatometría directa lo mas común son los indicadores irreversibles especiales, por ejemplo, los azocompuestos (anaranjado de metilo o rojo de metilo), los cuales en su p/eq. se descomponen con el Br2, → decoloración de la solución. La oxidación de estos indicadores es irreversibleCuando se realiza una titulación inversa – o residual- , el exceso de bromo se determina por yodometría : Br2 + 2KI = I2 + 2KBr I2 + 2NaS2O3 = 2NaI + Na2S4O6 Este método → determinación cuantitativa de preparados farmacéuticos de carácter reductor, por ej. isoniacida; también, para la determinación cuantitativa de fenol, resorcina, ácido salicílico, fenolftaleina, sinestrol y aminas aromáticas primarias, por ejemplo: sulfanilamida. La determinación de fenoles y aminas aromáticas se basa en las reacciones de desplazamiento –un hidrógeno es reemplazado por un bromo- por bromación..

3. BIBLIOGRAFIA  https://www.monografias.com/trabajos105/yodometria-quimicaanalitica/yodometria-quimica-analitica.shtml#aplicacioa  http://www.rasfoiesc.com/educatie/chimie/Volumetria-prin-reactii-deoxi93.php  https://www.monografias.com/trabajos105/permanganometria/permanga nometria.shtml#principala  http://valoracionesoxidoreduccion.blogspot.com/2011/10/vbehaviorurldefaultvmlo.html 

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