Laboratorio de qumica general II. Departamento de qumica inorgnica y nuclear. Clave 1211.

Examen 3 semestre 2015-2 Grupo25: Mircoles 4 de marzo. Grupo26: Jueves 5 de marzo. Pgina 1

Grupos: 25 y 26

Elaborado por: M. en I. Fernando Morales Morales.

Adrin Ruz Martnez.

Nombre: Ruz Martnez Adrin.

Examen 4.

Cul fue el patrn primario usado para las determinaciones redox usadas en el laboratorio?

(que por cierto es el patrn primario universal para ste tipo de titulaciones)

El patrn primario universal, usado en las titulaciones redox es el oxalato de sodio.

Cul fue el indicador redox usado en las titulaciones hechas en el laboratorio? por qu?

No se us un indicador como tal ya que se aprovech que las disoluciones de Fe2+, oxalato y

agua oxigenada son incoloras y al estar agregando permanganato de potasio, de color

morado intenso, el punto final fue en el que la disolucin incolora cambia a un rosa tenue.

Por qu, al excederse en permanganato, la coloracin de la disolucin que contiene al

analito cambia de morado a caf?

En el medio existe una mezcla de manganeso en sus diferentes nmeros de oxidacin pero

el que le da la coloracin caf es el xido de manganeso.

Cul de las siguientes expresiones representa correctamente la definicin de porcentaje

masa/volumen?

A) Gramos de soluto

100 mililitros de disolvente B)

Gramos de soluto

Litro de disolvente C)

D)

moles de soluto

Litro de disolucin.

En el laboratorio de Qumica orgnica II que se cursa en la Facultad de qumica de la UNAM

se estudia cmo identificar la presencia de alcoholes. Para saber diferenciar entre un alcohol

primerio, secundario o terciario se hace reaccionar la muestra con el reactivo de Jones

(dicromato de potasio en medio cido). Si se trata de un alcohol primario o secundario la

muestra cambiara de la tonalidad rojo-naranja, propia del dicromato, a una tonalidad verde.

Si no hay cambio de color se trata de un alcohol terciario.

Se realiza la prueba para el alcohol etlico y se tiene la siguiente reaccin:

CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + CH3COOH + H2O

A) Establecer las semi-reaciones (o medias reacciones) redox.

CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 4H+ + 4e

Cr2O72 + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O .

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B) Identificar al agente oxidante y al agente reductor.

Ya que el alcohol se est oxidando ser este quien done los electrones por lo que es el agente

reductor.

Ya que el dicromato se est reduciendo ser quien acepte los electrones por lo que es agente

oxidante.

C) Balancear la ecuacin por el mtodo del ion-electrn.

Ya se plantearon las semireaciones redox en el inciso A) pero para explicar mejor el mtodo

del balanceo ion-electrn en medio cido se explicar paso a paso.

1) Escribir las especies qumicas que estn cambiando de nmero de oxidacin:

CH3CH2OH CH3COOH

Cr2O72 Cr3+

2) Balanceamos primero en masa. Para el caso del medio cido, los oxgenos se balancean

con agua y los hidrgenos con protones.

As en la semireaccion del alcohol etlico tenemos que:

CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 4H+ + 4e

Y en la semireacin del dicromato tenemos qu:

Cr2O72 + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O

Ahora, ya que no podemos tener electrones en la disolucin (o al menos el tiempo que el

electrn esta en disolucin es despreciable) debemos lograr que, al sumar las dos

semirecciones, los electrones de eliminen del medio. Esto lo logramos si tratamos las

ecuaciones como un sistema de ecuaciones matemtico en el cual debemos eliminar a una

de las variables al sumar las dos ecuaciones y esto se logra igualando los coeficientes de

dichas variables, en este caso esa variable ser el electrn. As si, en este caso, multiplicamos

la semireacion del alcohol por 3 y la del dicromato por 2 obtendremos 12 electrones en ambas

y as al sumarlas las podremos eliminar:

(CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 4H+ + 4e) 3

(Cr2O72 + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O) 2

3CH3CH2OH + 3H2O 3CH3COOH + 12H+ + 12e

2Cr2O72 + 28H+ + 12e 4Cr3+ + 14H2O

3CH3CH2OH + 3H2O + 2Cr2O72 + 28H+ 3CH3COOH + 12H

+4Cr3+ + 14H2O

Ya que en ambos lados de la ecuacin tenemos hidronios (o protones) y agua podemos

eliminarlos simplemente restando, as la ecuacin quedar como

3CH3CH2OH + 2Cr2O72 + 16H+ 3CH3COOH + 4Cr

3+ + 11H2O

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Comprobamos entonces que la ecuacin est balanceada en carga y en masa

3CH3CH2OH + 2Cr2O72 + 16H+ 3CH3COOH + 4Cr

3+ + 11H2O

4 = Cr= 4 6 = C = 6

17 = O = 17 34 = H = 34

12+ = Carga = 12+ En efecto la ecuacin esta balanceada tanto carga como en masa. Ahora trasladamos los coeficientes obtenidos a la ecuacin global. Recordando que por cada mol de cido sulfrico se liberan dos protones y por cada mol de sulfato de cromo se liberan dos cromos (III).

3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 2Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3CH3COOH + 11H2O

Y comprobamos que la ecuacin est balanceada:

3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 2Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3CH3COOH + 11H2O

4 = Cr= 4 4 = K = 2 6 = C = 6 8 = S = 7

49 = O = 45 34 = H = 34

Como se ve tanto el azufre, el oxgeno y el potasio no estn balanceados. Si multiplicamos el sulfato de potasio por dos obtenemos que:

3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 3CH3COOH + 11H2O

4 = Cr= 4 4 = K = 4 6 = C = 6 8 = S = 8

49 = O = 49 34 = H = 34

Y as la ecuacin queda totalmente balanceada.

D) Cuntos electrones se intercambian por mol de reaccin?

La cantidad de electrones que se intercambian por mol de reaccin se refiere cuantos

electrones TOTALES intervienen en la reaccin.

En ste caso son 12 como se ve bien el en balanceo ion-electrn. Es necesario recalcar que

a veces se da la regla de que los electrones totales son la multiplicacin de los electrones en

la reaccin de oxidacin por los electrones en la reaccin de reduccin. Y eso no es del todo

cierto ya que si ese fuera el caso en esta reaccin los electrones intercambiados serian 24.

Se busca el nmero mnimo de electrones que intervienen en la reaccin.

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E) Al final de la reaccin se hizo el tratamiento necesario para aislar el cido etanoico (=1.049 g/mL,

MM=60,05 g/mol) y se midi el volumen final de ste, el cual fue de 0.5 mL. Con esto y considerando

que la reaccin se lleva a cabo al 100% responda:

- Qu cantidad del alcohol, en mililitros, se hizo reaccionar (=0.798 g/mL, MM=46,07 g/mol)?

Primero obteneos cuntos gramos de cido etanoico, que representaremos como HEt, hay en

los 0.5 mL obtenidos:

=m

v m = v = (1.049

g

mL) (0.5 mL) = 0.5245 g HEt

Ahora obtenemos los moles de HEt hay en 0.5245 g:

(0.5245 g HEt) (1 mol

60.05 g) = 8.7344x103mol HEt

La relacin entre el HEt y el etanol, representado comnmente como EtOH, es 3:3 o 1:1 por lo

que:

(8.7344x103mol HEt) (3 mol EtOH

3 mol HEt) = 8.7344x103mol EtOH

Con la masa molecular del EtOH obtenemos la masa de ese nmero de moles:

(8.7344x103mol EtOH) (46.07

1 mol) = 0.4024 g EtOH

Para finalizar, con la densidad del EtOH obtenemos cuantos mililitros del alcohol se usaron:

=m

v v =

m

=

0.4024 g

0.798= 0.504 mL EtOH

As, para obtener 0.5 mL de HEt se debieron usar 0.5 mL de EtOH.

- Qu cantidad de dicromato de potasio, en gramos, debi usarse (MM= 294,19 g/mol)?

Ya que sabemos cuntos moles del HEt se obtuvieron podemos obtener el nmero de moles

de dicromato de potasio que debieron reaccionar:

(8.7344x103mol HEt) (2 mol K2Cr2O7

3 molHEt) = 5.8229x103mol K2Cr2O7

Con la masa molecular obtenemos los gramos que se debieron pesar:

(5.8229x103mol K2Cr2O7) (294.19 g

1 mol) = 1.7130 g K2Cr2O7

As para que se obtuvieran 0.5 mL de HEt se debieron pesar 1.7130 g de dicromato de potasio.