ANÁLISIS DE UNA MUESTRA DE PERÓXIDO DE HIDRÓGENO MEDIANTE PERMANGANOMETRÍA Wendy T. Rosas-Bravo (20141150064) (20141150064) Paula N.Ardila-Gon!le N.Ardila-Gon!le (201421500"4) #niversidad $is%ri%al &ran'is'o os de *aldas &a'ul%ad de *ien'ias y +du'a'i,n i'en'ia%ura en u/i'a Wendy.%a%iana.rosasail.'o 3auardio%ail.'o Boo%! $* de unio 2016. 4%o y 5%o sees%re %ra%a de de%er de%erina inarr la 'on'en 'on'en%ra %ra'i, 'i,n n de 3er,7i 3er,7ido do de idr, idr,eno eno en un aua aua Resumen: e %ra%a o7ienada 'oer'ial8 edian%e una volue%r/a redo7 'on 3eranana%o 3o%!si'o ya 9ue en edio !'ido el 3eranana%o o7ida al 3er,7ido de idr,eno se:n el 3ro'eso de es%andaria'i,n de 3eranana%o de 3o%asio 'on un 3a%r,n es%!ndar 3riario o7ala%o de sodio (0802;)a %e3era%uras ayores de 60<* 3ara la de%erina'i,n de 3er,7ido el ion 3eranana%o es uno de los %i%ulan%es o7idan%es de uso !s eneraliado8 de=ido no solaen%e a su al%o 3oder de o7ida'i,n y sus 'ara'%er/s%i'as de au%o indi'a'i,n visual. +l 3un%o >inal 'orres3onde a un 'olor rosa 9ue le i3ar%e a la solu solu'i 'i,n ,n la 3ri 3rier era a >ra' >ra''i 'i,n ,n de o%a o%a de %i%u %i%ula lan% n%e e en e7'e e7'eso so88 real reali ian ando do los los '!l' '!l'ul ulos os es%e9uioe%ri'os 3ara de%erinar la 'an%idad de 3er,7ido de idroeno (?2@2) en un 3rodu'%o 'oer'ial aua o7ienada al 4 vv y 'o3arar el valor e73erien%al 'on el %e,ri'o. 3eraano anoe% e%ria ria88 3er,7i 3er,7ido do de idro idroeno eno88 o7idoo7ido-red redu'' u''i, i,n8 n8 %i%ul %i%ula'i a'i,n8 ,n8 Palabr Palabras as Clae Clae:: 3era es%andaria'i,n. de%erine ine %e 'on'e 'on'en%ra% n%ra%ion ion o> ydro ydroen en 3ero7ide in a 'o 'oer'ia er'iall ydro ydroen en Abs!ra": Tis is %o de%er 3ero7ide =y %i%ra%ion redo7 3o%assiu 3eranana%e as in a'idi' 3eranana%e o7idies ydroen 3ero7ide a''ordin %o %e 3ro'ess o> s%andardia%ion o> 3o%assiu 3eranana%e Ci% a 3riary s%an s% anda dard rd 3a 3a%% %%er ern n o7 o7al ala% a%e e so sodi diu u ( 0. 0.02 02; ; ) a% %e %e3 3er era% a%ur ures es o> 60 < * >o >orr de de%e %er rin inin in % %e e 3eranana%e ion 3ero7ide is one o> %e o7idan%s %i%ran%s os% Cidely used 8 no% only due %o i%s i o7idiin 3oCer and au%o >ea%ures visual indi'a%ion . Te end 3oin% 'orres3onds %o a 3inD 'olor %a% i3ar%s %o %e solu%ion %e >irs% >ra'%ion dro3 %i%ran% e7'ess 8 3er>orin s%oi'ioe%ri' 'al'ula%ions %o de%erine %e aoun% o> ydroen 3ero7ide (?2@2 ) in a 'oer'ial 3rodu'% ydroen 3ero7ide 4 v vy 'o3arin %e e73erien%al value Ci% %e %eore%i'.
#e$%&r's: 3eraanoe%ria8 ydroen 3ero7ide 8 redo7 8 'er%i>i'a%ion 8 s%andardia%ion . () INTR INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN)) Para Para la real reali ia'i a'i,n ,n de s%a s%a 3ro3 3ro3ue ues% s%a a y 3os%erioren%e la realia'i,n de la 3r!'%i'a de la=ora%orio8 se u%ili, la 3er 3eran ana ano noe e%r %r/a /a88 es una una %'n %'ni' i'a a de an!l an!lis isis is 9u/ 9u/i' i'o o 9ue 9ue a'e a'e 3ar% 3ar%e e de las las volue volue%r/ %r/as as redo78 redo78 s%a s%a %'ni' %'ni'a a se lleva lleva a 'a=o 'a=o edia edian%e n%e una %i%ula %i%ula'i 'i,n8 ,n8 %enien %eniendo do en 'uen%a 'uen%a la es%e9uioe es%e9uioe%ria %ria de las rea''iones rea''iones 9u/i'as involu'radas. Para ara las val valora' ora'iiones ones de 3er 3er,7id ,7ido o de idr, idr,eno eno el 3eran 3eranan ana%o a%o de 3o%asi 3o%asio o se redu'e8 ien%ras el 3er,7ido de idr,eno se o7ida. Para la es%andaria'i,n de s%e rea'%ivo8 ay 9ue %ener en 'uen%a en 3riera edida las 3re'au'iones ne'esarias 3ara llevar a 'a=o
el ade'ua ade'uado do aneEo aneEo de es%e es%e rea'%i rea'%ivo vo 3ara 3ara evi%ar errores8 'oo evi%ar el 'on%a'%o dire'%o 'on 'on la lu8 lu8 de=i de=ido do a 9ue 9ue es%e es%e rea' rea'%i %ivo vo es >o%osensi=le ade!s de redu'irse enerando 3re'i3i%a'i,n de ;nF2. Ade!s 3ara la es%andaria'i,n del 3er 3erana anana na%%o se u%i u%ilia 'oo oo 3a% 3a%r,n r,n 3ri 3riar ario io el o7al o7ala% a%o o de sodi sodio8 o8 dura duran% n%e e la es%a es%and ndar ari ia' a'i, i,n n su'e su'ede de un >en, >en,e eno no 'ono'ido 'oo la au%o'a%!lisis8 en la 'ual el 3rodu'%o de una rea''i,n 'a%alia la isa rea'' ea''ii,n8 ,n8 3rov 3rovo' o'an ando do el aue auen% n%o o de velo'idad. a es%andaria'i,n se lleva eva a 'a=o 'ono'iendo la 'on'en%ra'i,n de la solu'i,n de 3er 3eran anan ana% a%o o 3re3 3re3ar arad ada8 a8 3ara 3ara %ene %ener r 'oo 'oo u/a u/a un volue voluen n de 3eran 3eranan ana%o a%o 3ara 3ara %i%u %i%ula larr 'ier 'ier%a %a 'an% 'an%id idad ad de ole oles s de
o7ala%o. (Doo8 Wes%8 ?oller8 *rou'8 2014) as a3li'a'iones de la 3erananoe%r/a8 3eri%en 3or eEe3lo 'ono'er la 'on'en%ra'i,n (3v) de 3er,7ido de idr,eno en aua o7ienada 'oer'ial. +l 'ual se en'uen%ra en 'on'en%ra'iones uy =aEas de enos del 108 de=ido a 9ue una 'on'en%ra'i,n ayo de 3er,7ido siendo un aen%e >uer%een%e o7idan%e ade!s de 3rovo'ar 'orrosi,n8 3uede 'ausar raves daHos en la salud uanada 'oo >uer%es 9ueaduras.
*) +UNDAMENTO TEORICO) s una >ora de valora'i,n redo7 3er%ene'ien%e a las o7ie%r/as 8 uy 3o3ular es%e %odo de valora'i,n de=ido a su =aEo 'os%o y su 'lara o=serva'i,n del 'a=io de 'olorI en donde se a'e uso del 3erana%o de 3o%asio(solu'i,n al%aen%e o7idan%e)*uya rea''i,n es la siuien%e ;n@4 F ?F e
;nF2 F 4?2@ +J1.51 K
solu'iones 3a%r,n de 3eranana%o de 3o%asio redu'iendo al !7io el e>e'%o de es%e 'a%aliadorI 3ara ello se 'alien%a la solu'i,n8 deE!ndola en re3oso duran%e 24 ?oras evi%ando los luares 'on lu8 se >il%ra. i en el 3ro'eso se de%e'%a la >ora'i,n de solidos se de=er! >il%rar y es%andariar nuevaen%e. Para la es%andaria'i,n del 3eranana%o de 3o%asio se 3ueden u%iliar o7ala%o de sodio Na2*2@4 y @7ido Arsenioso As2@Q. 1O
,) METODOLOGIA) Es!an'ar-.a"-/n 'el 0erman1ana!& 'e s&'-& "&n &2ala!&) Para la noralia'i,n (o es%andaria'i,n) del 3eranana%o de 3o%asio (o7idan%e) u%iliareos una disolu'i,n de un 3a%r,n 3riario (redu'%or)8 el o7ala%o de sodio. Pre3arar 200 l de una solu'i,n de Peranana%o de 3o%asio ( •
KMnO 4 ) al 0.02; •
La rea''i,n se realia en edio !'ido y 3osi=leen%e es la !s u%iliada. +l 'a=io de 'olor del ion 3eranana%o (viole%a) a ion ananeso (MM) a'e inne'esario el uso de indi'ador redo78 aun9ue 3odr/a usarse >erro/na. $e=ido a 3ro=leas de es%a=ilidad (>ora ;n@2). as solu'iones de 3erana%o se des'o3onen len%aen%e y en o'asiones es ne'esario volver a es%andariarlas. 1O P#NT@ &MNA Para allar un 3un%o >inal !s 'er'ano al 3un%o %e,ri'o es 'onvenien%e u%iliar >enal%rolina de ?ierro MM. L+l 3un%o >inal ion el 3eranana%o no es 3eranen%e8 ya 9ue el e7'eso de iones 3eranana%o rea''iona len%aen%e 'on las 'on'en%ra'iones rela%ivaen%e randes de los iones ananeso MM >orados en el 3un%o >inal. 1O Pre3ara'i,n y es%a=ilidad de la solu'i,n 3a%r,n +l $i,7ido de ananeso es un 'on%ainan%e 9ue se 3uede eliinar edian%e >il%ra'i,n8 lo 'ual eEora no%a=leen%e la es%a=ilidad de las solu'iones 3a%r,n de 3eranana%o. +s 3osi=le 3re3arar
•
e 3re3ara una solu'i,n de o7ala%o de sodio 3ara es%andariar el 3eranana%o de 3o%asio a 3re3arar8 %eniendo en 'uen%a 9ue la 'on'en%ra'i,n de 3eranana%o a la 'ual se desea llear es de 0.02;8 la solu'i,n se deEa en un +rleneyer de 250l se le adi'ionan aua des%ilada as%a 9ue el o7ala%o se solu=ili'e8 y Q l de !'ido sul>:ri'o 'on'en%rado. $i'a solu'i,n se 'alien%a y no se deEa disinuir su %e3era%ura 3or de=aEo de los 60 rados8 se ini'ia la %i%ula'i,n 'on el 3eranana%o8 Al arear las 3rieras o%as8 el 'on%enido del +rleneyer 3erane'e rosado y8 s,lo des3us de unos ins%an%es8 se de'olora. +s%o s,lo o'urre al 3rin'i3ioI al avanar la valora'i,n la o7ida'i,n o'urre r!3idaen%e8 'on%inuar la adi'i,n de 3eranana%o8 ai%ando 'on%inuaen%e el +rleneyer as%a la a3ari'i,n de un 'olor rosado %enue 3ersis%en%e 9ue no desa3are'e al ai%ar. Re3e%ir /nio 2 ve'es
De!erm-na"-/n 3-'r/1en&
'e
0er/2-'&
'e
*on la ayuda de una 3i3e%a de 10l8 %oar di'a 'an%idad
•
•
•
•
•
in%rodu'irla en un a%ra de 100l y a>orar 'on aua des%ilada. Toar una al/'uo%a de 10l de la solu'i,n de aua o7ienada8 %ras3asarla a un +rleneyer8 aHadir 25l de aua des%ilada. AHadir 'on una 3ro=e%a li3ia y se'a8 2 de !'ido sul>:ri'o 6 ;8 +nEuaar y 'arar la =ure%a 'on la solu'i,n noraliada de 3eranana%o de 3o%asio 0802 ;. AHadir len%aen%e la disolu'i,n de 3eranana%o desde la =ure%a8 ien%ras se ai%a el +rleneyer suaveen%e8 as%a 9ue se 3rodu'a el 'a=io de 'olor. Re3e%ir la o3era'i,n8 o%ras 2 ve'es
+s%a rea''i,n se lleva a 'a=o en %e3era%uras elevadas alrededor de los 60<8 de=ido a las 3ro3iedades 9u/i'as del 3eranana%o no se re9uiere indi'ador ya 9ue al >inaliar la rea''i,n se o=serva un 'olor rosa 'laro 3eranen%e.
n
5&lumen 6ml7 1 2 Q Ẋ
1184 118 1186
((89
-n"er!-'umbre 080266666 C5 0822"506 Tabla 1. Datos de estandarización
Para realiar los '!l'ulos 'orres3ondien%es a la es%andaria'i,n se u%iliar! el 3roedio de ilili%ros as%ados en la valoria'i,n8 (()9ml −¿
2 Mn O 4
4) RESULTADOS)
2−¿
5 nCr
Pre0ara"-/n 'el 0a!r/n 0r-mar-&) +l 3a%r,n 3riario u%iliado 3ara realiar di'a es%andaria'i,n es el o7ala%o de sodio8 %eniendo en 'uen%a 9ue la 'on'en%ra'i,n a3ro7iada del 3eranana%o de 3o%asio es de 0.02;8 y se 3re%enden es%andariar 10l. 2−¿
= 0.07 g
1 nCrO4 −¿
2 Mn O 4
×
133.998
¿
O4
e le area aua as%a solu=iliar el o7ala%o y 1l de !'ido sul>:ri'o 'on'en%rado.
,)( Es!an'ar-.a"-/n 'el 0erman1ana!&) +n disolu'iones !'idas el ion o7ala%o es 'onver%ido en !'ido no diso'iado y la rea''i,n 'on el 3eranana%o es la siuien%e 2 +¿+ 10 C O2 + 8 H 2 O ¿
−¿+ 5 H 2 C 2 O4 + 6 H ¿
−4
−4
¿ 2 × 10
=
2 × 10
n 0.0116 L
¿ 0.01724 M
Aora =ien %eniendo en 'uen%a la 'on'en%ra'i,n real de 3eranana%o de 3o%asio8 se 3ro'ede a la valora'i,n del 3er,7ido de idr,eno 9ue se en'uen%ra en el aua o7ienada 'oer'ial.
,)* De!erm-na"-/n 'e la "&n"en!ra"-/n 'e 0er/2-'& 'e 3-'r/1en& en a1ua &2-1ena'a "&mer"-al) a rea''i,n 9ue se 3resen%a es la siuien%e
2 +¿++ 5 O 2+ 14 H 2 O ¿
2 MnO 4
]
¿
n g N a2 C 2 O 4 =0.02 × 0.01 L × ¿ L
+¿ → 2 M n
¿ n KMnO 4 =0.02 × 0.01 L× ¿ L
g
2−¿
5 nCr
[
O4
−¿+ 5 H 2 O2 + 6 H 3 O ↔ 2 M n ¿
2 MnO4
¿
a valora'i,n de=e llevarse a 'a=o en edio de !'ido sul>:ri'o diluido y en >r/o8 ya 9ue en o%ras 'ondi'iones se >avore'e la rea''i,n de disu%a'i,n. +l 3un%o >inal es%! ar'ado 3or la a3ari'i,n del %/3i'o 'olor ros!'eo del 3eranana%o en liero e7'eso.
x
10 mlsln H 2 O 2 1 ml H 2 O2
x 100 =3,5
v v
C&n"en!ra"-/n 'el 0er/2-'& 'e 3-'r/1en&: e %iene 9ue 'ada 100 l de aua o7ienada se %iene Q.5 de 3er,7ido de idr,eno. Por %an%o el 0&r"en!ae 0; es 'e ,)<=
+l :ni'o e>e'%o del !'ido sul>:ri'o al rea''ionar 'on el aua des%ilada es la odi>i'a'i,n a un edio !'ido8 el 'ual es ne'esario 3ara 9ue se lleve a 'a=o la rea''i,n ya 9ue las solu'iones de 3eranana%o de 3o%asio8 'orres3onden a solu'iones al%aen%e o7idan%es. a seunda sei-rea''i,n 3ara la de%erina'i,n de 3er,7ido de idr,eno s,lo %iene luar en solu'iones de !'idos >uer%es. $e o%ra anera8 en edios enos !'ido8 los 3rodu'%os 3ueden ser ;n en di>eren%es es%ados de o7ida'i,n .in e=aro8 se re9uiere de ;n2F ya 9ue 'a%alia la rea''i,n en%re el ?2@2 y S;n@4 3or9ue las solu'iones de 3eranana%o se des'o3onen len%aen%e a'iendo 9ue la rea''i,n %rans'urra de iual >ora.
,), P&r"en!ae 'e err&r) @%ros errores sini>i'a%ivos %ienen 9ue ver 'on 9ue en el oen%o de %i%ular8 se aya ido !s de la 'an%idad re9uerida 3ara el 'a=io de 'olor8 auen%ando el voluen as%ado y 3or 'onsiuien%e la 'on'en%ra'i,n >inal (olar). Ta=in8 9ue en el oen%o de a=er es%andariado la solu'i,n de 3eranana%o de 3o%asio.
error =
4,0 g H 2 O2−3,5 g H 2 O2 4,0 g H 2 O2
x 100 =12,5
Para la valora'i,n se realiaron Q ensayos 'on los siuien%es resul%ados
n
5&lumen 6ml7 1 2 Q Ẋ
<) CONCLUSIONES)
2Q8 2Q8" 2Q8"
•
*,8>,,,,,,
-n"er!-'umbre 0800" C5 080Q2"604 Tabla 2. Datos de titulación de agua oxigenada comercial.
Teniendo en 'uen%a el 3roedio de los vol:enes as%ados duran%e la valoria'i,n del 3er,7ido de idr,eno8 se 3uede de%erinar la 'on'en%ra'i,n real del 3er,7ido 'oer'ial (4 vv). Ade!s de una in'er%idu=re de 0.00l
n
[ H O ]= 0.01724 L KMnO 2
×
2
5 n H 2 O2 2 nKMnO 4
×
34.0147 g
n H 2 O2
•
−3
4
x
× 23,833 × 10
1 10 mlSlnH 2 O2
•
+l desarrollo de es%a 3r!'%i'a nos 3eri%i, a3render la i3or%an'ia de la 3erananoe%r/a a la ora de de%erinar la 'on'en%ra'i,n de 3rodu'%os 'oer'iales8 'oo el aua o7ienada8 sin ne'esidad de un indi'ador8 ya 9ue s%e 3osee un 'olor 'ara'%er/s%i'o %an%o en su es%ado o7idado 'oo en su es%ado redu'ido. +l 3eranana%o de 3o%asio es un aen%e o7idan%e8 %i%ulan%e y au%oindi'ador. a %i%ula'i,n se realia en edio !'ido de=ido a 9ue los iones del !'ido no se involu'ran en la rea''i,n 3rin'i3al sino 9ue son ne'esarios 3ara enerar el edio 9ue 3eri%a llevarla a 'a=o. +l 3eranana%o de 3o%asio8 3ues 3uede ser usado 'oo o7idan%e e indi'ador redo7 al iso
%ie3o. Es!a sus!an"-a !-ene un
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"&l&r r&sa 0?l-'& "uan'& es!? re'u"-'&8 $ un "&l&r m&ra'& -n!ens& "uan'& es!? &2-'a'&. As/
Doo8 $.8 Wes%8 $.8 ?oller8 &.8 *rou'8 . (2014). A3li'a'iones de las valora'iones R+$@ . +n $. Doo8 $. Wes%8 &. ?oller8 . *rou'8 Fundamentos de Química analítica (3!s. 51-520). ;7i'o $.&. *enae earnin +di%ores .A.
al %i%ular el 3eranana%o de 3o%asio8 la 3riera o%a en e7'eso de o7idan%e 'ausar! la a3ari'i,n de es%e 'olor8 indi'ando 9ue la %i%ula'i,n a %erinado.