TITULACIONES REDOXCatalina Juliana Anbal y Mara Paula TorresGrupo 2

RESUMENLos experimentos realizados en el laboratorio pretenden estudiar la reaccin redox entre el permanganato de potasio ( y el perxido de hidrgeno (determinar la concentracin de una solucin comercial de y analizar la calidad de esta. Se emple el anlisis volumtrico para llevar a cabo la reaccin redox en medio cido y a partir del promedio de las concentraciones de permanganato de potasio (0.0200 M), se estableci la concentracin del analito (3,80 M), este dato fue consignado en una tabla de datos grupales y se realiz el tratamiento estadstico respectivo. ABSTRACTExperiments conducted in the laboratory aim to study the redox reaction between and , determine the concentration of a commercial solution of and analyze the quality of this. Volumetric analysis was employed to carry out the redox reaction in acid condition and from the average of the concentrations of potassium permanganate (0.0200 M), the concentration of the analyte (3,80 M) was established, this data was included in a group data table and the respective statistical treatment took place.INTRODUCCINMuchas reacciones qumicas se caracterizan por la transferencia de electrones entre las especies reaccionantes. Se denominan reacciones redox y constituyen la base de un importante nmero de mtodos volumtricos. La reaccin se produce entre un agente oxidante y uno reductor as:

OXI1 + RED2 RED1 + OXI2

OXI1 se reduce a RED1 (agente oxidante)RED2 se oxida a OXI2 (agente reductor)La tendencia de una sustancia a oxidarse o reducirse depende de su estado de oxidacion y tambien de su estructura. Cuando mayor es su estado de oxidacin su tendencia general es tomar uno o varios electrones para reducirse a un estado de oxidacin inferior:Mn+ + e- M(n+1) Contrariamente, cuando menor sea su estado de oxidacion la disposicion general sera a efectuar el proceso opuesto, es decir, cedera electrones y se oxidara. Mn+ M(n+1) + e-Igual que las titulaciones cido-base, las titulaciones redox por lo general requieren un indicador que tenga un cambio de color ntido. En presencia de una gran cantidad de agente reductor, el color del indicador es caracterstico de su forma reducida. El indicador adopta el color que tiene en su forma oxidada cuando est presente en un medio oxidante. En el punto de equivalencia o cercano a ste ocurrir un cambio ntido de color del indicador al pasar de un forma a la otra, por lo que el punto de equivalencia se puede identificar fcilmente. En este caso como se titul una solucin incolora con permanganato de potasio no fue necesario usar un indicador, ya que el color del reactivo indica cuando hay un exceso de este.

En este informe se presentaran los resultados de un proceso de anlisis volumtrico para la determinacin de la concentracin de , adems se presentar los valores de pKa del cido poliprtico presente en la bebida.METODOLOGAPara el desarrollo experimental de esta prctica se sigui el procedimiento descrito en la gua Laboratorio de tcnicas bsicas en qumica: Estudio potenciomtrico de una solucin comercial de bebida de cola (Ardila, et al, 2014, pgs. 91-95). Sin embargo, cabe resaltar que durante el procedimiento se agreg la sustancia valorante por volmenes crecientes de 0,25mL y no con el criterio que indica la gua. RESULTADOS Y DISCUSIN

Grfica 1. Mtodo del paralelogramo para hallar volmenes de equivalencia. Se presenta el pH del cido fosfrico valorado en funcin del volumen creciente de hidrxido de sodio agregado y los valores de pKa1 y pKa2 del cido fosfrico.

Grfica 2. Mtodo de la primera derivada. Los volmenes de equivalencia corresponden a los dos puntos ms altos sealados.

Grfica 3. Mtodo de la segunda derivada para hallar volmenes equivalentes.Los volmenes corresponden alos dos puntos de corte en el eje X en donde se presenta un salto mayor.

Volumen Equivalente 1Volumen Equivalente 2pH equivalente 1pH equivalente 2pKa1pKa2

cido fosfrico7,375 mL

16,125mL4,888,652,866,98

Tabla 1. Reporte de datos. Se presenta los volmenes equivalentes de H3PO4 como el promedio de los tres mtodos grficos utilizados y los valores de pH y pKa hallados en la grfica 1.En la Grfica 1 se observa que a medida que se aade NaOH a la disolucin que contiene el cido, en este caso 100mL de Coca-Cola, la base va neutralizando paulatinamente cada uno de los protones. Teniendo en cuenta que el cido fosfrico es un cido triprtico, se esperara que la curva de valoracin tuviera tres saltos, correspondientes a la neutralizacin de cada uno de los protones. Sin embargo, puesto que el ion HPO4= es un cido demasiado dbil, slo aparecen dos saltos en la curva de la grfica 1. Esto ocurre, debido a que a valores de pH entre 10,5 11 hay ya muy pocos iones hidronio que hacen que el electrodo comience a responder ante otros iones, principalmente Na+ provocando un error alcalino (Ardila, et al, 2014, pgs. 91-95).Es por ello que en esta titulacin se llev el pH hasta este rango y como consecuencia no se puede observar el tercer salto en la curva de valoracin. Es importante resaltar que los puntos de inflexin no son tan notorios debido a que la concentracin de NaOH era alta en relacin a los volmenes suministrados. Para ello se pudo haber agregado volmenes crecientes de NaOH menores a 0.25mL.Por otra parte, en la tabla 1 se muestra que el pKa para la primera disociacin del primer protn del cido es 2,86 lo que indica que en este valor de pH la concentracin de es igual a la concentracin de y de igual forma, en el segundo valor de pKa reportado corresponde a 6,98 en donde la concentracin de es igual a la concentracin de . Este comportamiento seala que el cido fosfrico es una disolucin amortiguadora, es decir, que en valores cercanos a las constantes pKa, tiene la capacidad de resistir los cambios del pH cuando se agregan pequeas cantidades de cido o de base (Chang, 2010). Cabe destacar que los valores de pKa obtenidos en la prctica no estn tan alejados de los valores reales (pKa1= 2,2 y pKa2=7,2).

DISOLUCINCONCENTRACIN

NaOH0,095 M

7,01x10-30,69% v/v

8,31x10-30,81% v/v

Tabla 2. Concentracin de la solucin titulante y las especies valoradas en la solucin.En la tabla 2 se muestra las concentraciones de la solucin titulante y las especies valoradas. La concentracin de cada especie se obtuvo teniendo en cuenta los volmenes equivalentes de la solucin valorante para la neutralizacin de cada especie. Adems, se pudo evidenciar que para la valoracin del el volumen utilizado de NaOH para su valoracin fue mayor que el utilizado para valorar el . Esto ocurre porque cada disociacin sucesiva es menos cida que la que le procede debido a que entre ms negativa es la especie, es ms difcil retirarle un protn.PREGUNTAS DE REFLEXIN Cmo puede relacionar los valores de acidez con las caractersticas organolpticas de la bebida?Un fenmeno importante es que entre ms burbujas tenga la bebida, ms acido tendr. Esto debido a que la reaccin qumica del cido con los componentes de la gaseosa hacen que se forme Dixido de Carbono en forma de burbujas. Por otro lado, el cido fosfrico hace que la bebida no sea tan dulce ya que contrarresta el sabor de los endulzantes, dndole a la bebida un toque lo suficientemente dulce para que sta no sea empalagosa y sea refrescante. Por qu usar para esta prctica una titulacin potenciomtrica en lugar de con indicadores cido base?En este tipo de experimentos con bebidas carbonatadas tipo cola, se debe usar el mtodo del potencimetro y no del indicador acido-base porque no se podra observar un cambio de color en el indicador y, por consiguiente, no se lograra identificar los puntos de equivalencia en la titulacin. Adems, el potencimetro permite generar la curva de titulacin, donde se puede obtener los puntos de equivalencia y valores de PKa fcilmente y evita tener que seleccionar el indicador cido-base ms adecuado que est dentro del rango de viraje que se necesita.

Las bebidas tipo cola han sido el foco de discusiones con respecto a sus efectos sobre la salud de quienes las consumen. Indague al respecto.

Uno de los componentes de las bebidas cola es el cido fosfrico, el cual es un corrosivo de uso industrial utilizado como aditivo. En el cuerpo humano provoca desmineralizacin sea, esto significa que no permite la adecuada absorcin de calcio en el organismo, debilitando los huesos y por tanto incrementndose la posibilidad de tener fracturas. Puede producir nerviosismo y falta de concentracin en los nios, problemas gastrointestinales y problemas de enzimticos del metabolismo, en algunos casos se ha comprobado la relacin con la osteoporosis y la osteomalacia. Adems la combinacin de este cido con azcar refinada y fructuosa dificulta la absorcin de hierro, lo que puede generar anemia y mayor facilidad para contraer infecciones, principalmente en nios, ancianos y mujeres embarazadas. (Tercera Informacin, 2013). Por ello es importante disminuir las cantidades suministradas de este tipo de bebidas y dar mas importancia a aquellas que aporten mas vitaminas y protenas al cuerpo humano.

CONCLUSIONES Se encontr la concentracin a partir de anlisis volumtrico, de las especies de un cido (cido Fosfrico) en una cola. [H3PO4]=7,01x10-3 [H2PO4-]=8,31x10-3 Se determin la concentracin de una disolucin de NaOH con [M] desconocida, mediante el uso de un patrn primario slido como el Biftalato de Potasio. [NaOH]=0.095. Para lograr un mejor desarrollo de la prctica se debe usar una base de concentracin ms baja para que ayude a generar una curva de calibracin ms precisa.

BIBLIOGRAFA

Oyola, R. (2013). Titulacin potenciomtrica. Recuperado el 18 de octubre de 2014, de Universidad de Puerto Rico: http://www.uprh.edu/~royola/3026/Titulacion_Potenciometrica.pdfFernndez, P. (2007). Equilibrio cido-base: Valoracin de cidos poliprticos. Recuperado el 18 de octubre de 2014, de Webs de profesorado UCLM: http://www.uclm.es/profesorado/pablofernandez/QG-05-equilibrio%20acido%20base.htmArdila, Cubillos, G., Faras, D., Molina, M., Moreno, L., Palomeque, L., y otros. (2014). Laboratorio de tcnicas bsicas en qumica: Estudio potenciomtrico de una solucin comercial de bebida de cola. Bogot: Universidad Nacional de Colombia.Chang, R. (2010). Qumica (10 ed.). Mxico: Mc Graw Hill.Tercera Informacin. (08 de Enero de 2013). Tercera informacin. Recuperado el 25 de Octubre de 2014, de http://www.tercerainformacion.es/spip.php?article45849