UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERALVERIDIANA REYES

ZAMUDIOILSE IVONNE MAGAÑA

RIVERAIRVING LARA BETANCOURT

PRÁCTICA: REACCIONES REDOX.

Objetivo:

Comprender por medio de la práctica las reacciones de oxidación y reducción.

Introducción:

Reacciones redox:

Todos hemos comprobado alguna vez la oxidación de una manzana mordida que hemos dejado a la intemperie. Las reacciones de oxidación- reducción (redox) forman una parte importante de nuestra vida, desde la combustión de los combustibles fósiles hasta la acción de la mayoría de los blanqueadores domésticos. En este tipo de reacciones existe una transferencia de electrones desde una especie denominada reductora (porque “reduce” a la otra cediendo electrones) a otra especie que los acepta, llamada oxidante. La oxidación es un proceso que implica una pérdida de electrones, mientras que la reducción implica ganancia.

Las reacciones redox tienen una gran importancia tanto desde un punto de vista industrial como desde un punto de vista biológico. En los seres vivos forman parte de los procesos más importantes para la vida, como la respiación y la fotosíntesis, donde se producen secuencias de reacciones redox sucesivas.

En esta experiencia se observa cómo funcionan dos reacciones redox acopladas, es decir, de forma consecutiva y cíclica. Este es un ejemplo simple de cómo se tranfieren los electrones al oxígeno del aire desde un azúcar (como el que se ha tomado en la comida). Se utilizan reactivos que se pueden encontrar fácilmente en los laboratorios de secundaria o bien se pueden adquirir en droguerías.

Como azúcar se utiliza la glucosa, que en medio alcalino se oxida fácilmente y reacciona con el oxígeno del aire para formar ácido glucónico, según la reacción:

Glucosa+oxigenoácido glucónico+OH-

Para observar esta reacción, utilizamos un indicador redox, el azul de metileno, que se presenta en dos formas diferentes: en presencia de oxígeno, está en su forma oxidada y tiene color azul, siendo incoloro en forma reducida.

Mientras hay oxígeno disuelto en la disolución, el azul de metileno está en su forma oxidada de color azul. Pero este oxígeno reacciona con la glucosa, que se oxida hasta ácido glucónico. Cuando se consume el oxígeno la glucosa reacciona con el azul de metileno reduciéndolo hasta su forma reducida, que es incolora. Al agitar el frasco, el oxígeno del aire que hay en él se incorpora a la disolución y oxida al azul de metileno, dando lugar a su forma oxidada de color azul. Al mismo tiempo, esta forma oxidada lentamente oxida la glucosa, mientras que ella se reduce, volviendo a dar su forma incolora inicial reducida.

Así transcurre de forma encadenada este ciclo de reacciones redox, que se puede describir en el siguiente esquema:

-Etapa 1: anaeróbica (sin aire).

Azul de metileno (oxid.)+glucosaAzul de metileno (red.) + Ácido glucónico

Azul incoloro

-Etapa 2: aeróbica (al agitarla botella, participa el oxígeno del aire). Azul de metileno (red.) + O2 (g) + 2H2OAzul de metileno (oxid.) + 4OH- (ac)

Incoloro azul

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS REACTIVOS.

REACTIVOS PROPIEDADESNaOH Fórmula: NaOH

Densidad: 2,13 g/cm³Masa molar: 39,997 g/molPunto de fusión: 318 °C

Punto de ebullición: 1.388 °CSólido blanco e inodoro.

Azul de Metileno Fórmula química: C16H18N3ClSMasa molar: 319,85 g/molDensidad: 1.757 g/cm³

Punto de fusión: 100 °CPunto de ebullición: Se descompone

Sólido cristalino inodoro

Glucosa Fórmula: C6H12O6Masa molar: 180,16 g/molPunto de fusión: 146 °C

Densidad: 1,54 g/cm³

4-Nitrofenol C6H5NO3Masa molecular: 139.1

Punto de ebullición (sedescompone): 279°CPunto de fusión: 113°C

Densidad relativa (agua = 1): 1.48Solubilidad en agua, g/100 ml a 25°C: 1.6

Presión de vapor, Pa a 20°C: 0.0032Densidad relativa de vapor (aire = 1): 4.8

Punto de inflamación: 169°CCristales incoloros y amarillo pálido con olor

característico.

Fenolftaleína Fórmula (C20H14O4)Polvo blanco que se funde a 260°C.

Densidad: 1,28 g/cm³Punto de fusión: 260 °C

Resazurina Formula quimica C12H6NNaO4Masa molar 251,17 g

· Forma: En polvo· Color: Negro - Verde Oscuro

· Olor: Característico

Índigo Carmín Fórmula semidesarrollada:C16H8N2Na2O8S2

Apariencia polvo púrpuraMasa molar 466.36 g/mol

Punto de fusión > 300 KSolubilidad en agua agua 10 g/L (25 °C)

Procedimiento experimental:

Reactivos:

NaOH Glucosa Azul de Metileno 4-Nitrofenol Fenolftaleína Resazurina Fenosafranina Índigo Carmín

Material:

Matraz Frascos Tapones

Se preparan las siguientes disoluciones:

-Disolución A: se disuelven 20 gr de NaOH en 1L de agua.

-Disolución B: se disuelven 40 gr de glucosa en 1L de agua.

-Disolución C: se disuelve 1 gr de azul de metileno en 100 ml de agua.

Nota: Se puede utilizar agua de grifo. Estas soluciones pueden conservarse durante bastante tiempo en botes bien cerrados.

En una botella o matraz, se añaden 100 ml de las disoluciones A y B, una dos o tres gotas de la disolución C y se tapa. Esta disolución presenta un color azul intenso, pero tras unos segundos vuelve a quedarse incolora y así se produce sucesivamente un ciclo de oxidaciones y reducciones.

Recomendaciones didácticas:

Los colores del paso de azul incoloro conseguidos con la reducción-oxidación del azul de metileno se pueden cambiar utilizando indicadores de pH, puesto que este ciclo de reacciones transcurre en medio alcalino. Para ello se preparan dos matraces con la misma mezcla que se describió anteriormente y, además, se añade:

-Matraz A: unas gotas de una disolución de 4-nitrofenol.

-Matraz B: unas gotas de una disolución de fenolftaleína.

Tras unos segundos:

-Matraz A: pasará de verde a amarillo, y así sucesivamente.

-Matraz B: pasará de morado a rosa, y así sucesivamente.

Además del azul de metileno, pueden utilizarse otros indicadores redox, como, por ejemplo, la resazurina, que produce el siguiente cambio de color.Azul claro (forma reducida)rosa púrpura (forma oxidada).(Sin agitar) (Con agitación)

Con fenosafranina:Incolora (forma reducida)rojo rosáceo (forma oxidada)

(Sin agitar) (Con agitación)La reacción con índigo carmín es incluso más espectacular, con un cambio de color amarillo a rojo con agitación suave y a verde con agitación fuerte.

La temperatura afecta la velocidad de reacción, por lo que en días fríos habría que calentar la disolución entre 25 y 50°C.

Se puede comprobar que el oxígeno es el responsable del color de los indicadores redox, eliminando el oxígeno mediante

burbujeo con nitrógeno en el matraz. Al agitar el bote, no hay cambio de color.

Recomendaciones:

Aunque las experiencias que se describen aquí no utilizan materiales especialmente peligrosos o nocivos, conviene observar las normas elementales de seguridad de los laboratorios químicos y emplear los elementos de protección adecuados, como el uso de gafas protectoras, guantes y batas.

DIAGRAMA DE FLUJO

CONCLUSIÓN:

En la primera prueba con azul de metileno, la solución adquiere una coloración azul al principio pero después de un rato se pierde esa coloración. Para devolverle la coloración azul se debe agitar.

Las mismas de disoluciones pero agregándole 4-nitrofenol adquieren una coloración de verde a amarillo.

En cambio con una disolución que se le agrega fenolftaleina cambia de morado a rosa.

En las dos reacciones anteriores al dejarlas en reposo vuelven a adquirir las primeras coloraciones y al agitarse pasan a la segunda coloración.

Preparar las soluciones de NaOH,

glucosa y azul de metileno.

En un matraz añadir las disoluciones

A(NaOH) y B(glucosa).

Añadir 2 o 3 gotas de la disolución C(azul

de metileno).

Observar el color de la reacción.

Después de unos segundos agitar el

frasco.

Observar el color de la reacción.

Anotar las observaciones.

Con la resazurina pasa de ser azul claro a rosa púrpura.

Y en con la frenosafranina pasa de ser incolora a rojo rosáceo.

Estos cambio se deben a las reacciones redox que se llevan a cabo dentro de las disoluciones donde los iones pierden o ganan electrones dentro de la misma disolución.

BIBLIOGRAFÍA.

http://www.quimicaweb.net/ciencia/paginas/laboratorio/normas.htm .

http://es.wikipedia.org/wiki/Carm%C3%ADn_de_%C3%ADndigo

http://es.wikipedia.org/wiki/Fenolftale%C3%ADna

http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Azul_de_metileno