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MARCO ANTONIO VAZQUEZ PATRON QUIMICA ANALITICA OXIDO REDUCCION OBJETIVO

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Determinar los factores que afectan una reacción por óxido-reducción Comprobar que un sistema redox puede ser modificado por la adición de una partícula. Comprender la función de un agente oxidante y un reductor. Determinar la presencia de un compuesto en una muestra comercial mediante una reacción de óxido-reducción. Determinar el transcurso de una reacción redox mediante los cambios de color. Resumen En esta práctica se realizó la oxidación y la reducción del metavanadato ya que dicho compuesto posee la capacidad de oxidarse y de reducirse, ya que el ion importante es el vanadio ya que posee diferentes tipos de oxidación y de este modo podemos pasar por sus diferentes estados de oxidación por medio de un reductor que en este caso fue el zinc. Se colocaron alícuotas en tubos de ensayo y en cada uno de ellos se le iba adicionando zinc hasta que en cada uno de ellos presentara una cierta coloración la cual iba de acuerdo con la reducción del vanadio, de este modo podrimos saber en qué estado de oxidación de encontraba el vanadio Introducción El vanadio es un elemento químico de número atómico 23 situado en el Grupo V, Período 4 de la tabla periódica de los elementos, tiene la configuración electrónica [Ar] 3d3 4s2. Los principales estados de oxidación son: +2, +3, +4 y +5, que se encuentran en forma de VO, V2O3, VO2 y V2O5. Sin embargo el diagrama de fase del vanadio-oxígeno, también incluye óxidos de valencia mixtas conteniendo dos estados de oxidación, tales como V6O13 con V+5 y V+4 y una serie de óxidos entre VO2 y V2O3 (ej. V8O15, V7O13, V6O11), que contienen especies V+4 y V+3. El vanadio (IV) (d1) también es estable y sobre todo está presente en estructuras de coordinación piramidal o pseudo-octaédrico como catión aislado. Otros estados de oxidación tales como vanadio (III) (d2) y vanadio (II) (d3) son menos estables y solo están presentes bajo condiciones reductoras.

Un vanadato es un compuesto que contiene un oxoanión de vanadio, en general, en su estado de máxima oxidación (+5). El ion más simple es el vanadato tetraédrico, ortovanadato, (VO4)-3, que está presente en, por ejemplo ortovanadato de sodio y en soluciones básicas fuertes de V2O5 (4). En la nomenclatura química, cuando “vanadato” forma parte del nombre del compuesto, está indicando que el compuesto contiene un anión con un átomo de vanadio central. Algunos ejemplos de iones vanadatos son (8): VO4−3 "ortovanadato", tetraédrico. Colores del vanadio

MARCO ANTONIO VAZQUEZ PATRON 1306 QUIMICA ANALITICA OXIDO REDUCCION Es bien sabido que la gran mayoría de metales de transición son capaces de mostrarnos maravillosos colores. A partir de cobalto, manganeso, hierro y demás, podemos crear, cual pintor, toda una paleta realmente intensa de colores. Uno de ellos es el Vanadio, que ademas nos brinda un color radicalmente diferente para cada estado de oxidación. El Vanadio posee 4 estados de oxidación, el +2, +3, +4 y el +5. En esta reacción podremos diferenciar estos estados de oxidación, ya que cada estado posee un color diferente. Partiremos del Vanadio +5 (V+5) de color amarillo, para posteriormente pasar por el +4 (V+4) de color azul, el Vanadio +3 (V+3) de color verde, y un Vanadio +2 (V+2) de color malva.

A continuación añadiremos una pequeña cantidad de zinc en polvo que reducirá la especie de vanadio hasta el estado de oxidación +2, pasando por todos los otros, si la cantidad es suficientemente pequeña.La especie de color azul es el complejo [VO(H2O)5]2+, con un color azul cielo muy bonito. La especie verde es el V3+ (aq) y la de color malva el V2+ (aq). Otra opción en la reacción, es añadir diferentes tipos de reductores para obtener cada uno de los estados de oxidación por separado. Estos reductores pueden obtenerse buscando sus potenciales de reducción estandard para cada semireacción. Las semireacciones de reducción con sus respectivos potenciales de reducción se encuentran en la siguiente tabla:

Como hemos mencionado antes la reacción puede realizarse añadiendo una pequeña cantidad de Zn(s) en polvo. Éste irá reaccionando lentamente hasta llegar a la especie más reducida de vanadio pasando por todos los colores. Es necesario añadir muy poca cantidad de Zn, ya que si hay una

MARCO ANTONIO VAZQUEZ PATRON 1306 QUIMICA ANALITICA OXIDO REDUCCION gran cantidad se observará inmediatamente el color malva, sin pasar por todos los intermedios de reacción. PROCEDIMIENTO: 1.

Se preparó un disolución de metavanadato de amonio a 0.1M

2. Se colocaron 2ml de alícuota del metavanadato de amonio en diferentes tubos de ensaye. 3. Se le agrego zinc en cada uno de los tubos, de manera gradual ya que en cada tubo se pretende observar el cambio de coloración y de este modo el cambio de oxidación del vanadio. 4. Ya obtenido todos los colores de los diferentes tipos de oxidación, al número de oxidación menor que en este caso fue el (2+ con una coloración morada) se oxido hasta que regresara al color de oxidación mayor que en este caso fue el (amarillo 5+) . Resultados y Análisis de resultados 2VO_3+8H^++Zn ↔2VO^(2+)+Zn^(2+)+4H_2 O Color amarillo pasa a color azul cielo o azul claro 2VO^(2+)+Zn+4H^+ ↔2V^(3+)+Zn^(2+)+2H_2 O Color azul paso a color verde 2V^(3+)+Zn ↔2V^(2+)+Zn^(2+)Color verde a color violeta V^(2+)+(MnO_4 )^- ↔VO^(3+)+(MnO_3 )^(2-)Color violeta regresó a color amarillo

Conclusiones En esta práctica se pudo observar de manera físicamente el cambio de oxidación del metavanadato de amonio, ya que dicho compuesto en reacción con un agente reductor presenta coloración y de este modo podemos determinar los diferentes estados de oxidación del ion vanadio. Esta práctica es un claro ejemplo de las reacciones de óxido- reducción que se llevan a cabo por medias reacciones y se determina el número de electrones que interviene en las reacciones. BIBLIOGRAFIA: O’NEIL MJ. THE MERCK INDEX AN ENCYCLOPEDIA OF CHEMICALS, DRUGS. 17º EDITION. WHITEHOUSE STATION, N.L. MERCK JCO. 2006.. KOTZ W. TRAICHEL C. QUIMICA Y REACTIVIDAD QUIMICA. 5ª EDICION. Mc Graw hill. MÉXICO.2007

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DAY R.A. QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA. 5ª EDICION.PRENTICE HALL.MEXICO.1989.