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TITULACIONES REDOX INTRODUCCIÓN Las reacciones de oxidación-reducción o redox son aquellas en que se transfieren electrones de un átomo, ión o molécula. La oxidación es el proceso en que un átomo, ión o molécula pierde uno o más electrones; la reducción implica ganancia de uno o más electrones por parte de un átomo, ion o molécula. Un agente reductor es una sustancia que pierde uno o más electrones y en este proceso se oxida; un agente oxidante gana uno o más electrones y con ello se reduce. Dicho de otra forma, un reductor es un donador de electrones y un oxidante es un receptor de electrones. La aplicación del permanganato en los procesos de titulación es muy importante debido a que es un oxidante muy fuerte y su color púrpura intenso es suficiente para servir de indicador en la mayoría de las titulaciones, se utiliza en disolución ácida dando Mn (II) como producto de su reducción, en algunas aplicaciones se realiza en medio casi neutro o incluso alcalino, dando MnO2 como producto de reducción. El oxalato de sodio es un patrón primario, se utiliza para estandarizar las soluciones de permanganato. En medio ácido, el ión oxalato se transforma en el ácido no disociado, su reacción es:

2MnO-4+ 5H2C2O4 + 6H+

2Mn2+ + 10CO2 (g) + 8H2O

OBJETIVOS       

Aplicar las normas correctas de titulación. Valorar una solución por el método Redox. Preparar soluciones a partir de un soluto sólido. Identificar reacciones de oxido reducción. Determinar la concentración de una solución por medio de una titulación REDOX. Determinar el porcentaje de error experimental.

MARCO TEORICO Una valoración redox (también llamada volumetría redox, titulación redox o valoración de oxidación-reducción) es una técnica o método analítico muy usada, que permite conocer la concentración de una disolución de una sustancia que pueda actuar como oxidante o reductor.1 Es un tipo de valoración basada en una reacción redox entre el analito (la sustancia cuya concentración queremos conocer) y la sustancia valorante. El nombre volumetría hace referencia a la medida del volumen de las disoluciones empleadas, que nos permite calcular la concentración buscada. En una valoración redox a veces es necesario el uso de un indicador redox que sufra un cambio de color y/o de un potenciómetro para conocer el punto de equivalencia o punto final. En otros casos las propias sustancias que intervienen experimentan un cambio de color que permite saber cuando se ha alcanzado ese punto de equivalencia entre el número de moles de oxidante y de reductor, como ocurre en las iodometrías o permanganometrías. Clases de valoración redox Se pueden clasificar en dos grandes grupos: oxidimetrías, en las que la sustancia valorante es un agente oxidante; y reductometrías, menos frecuentes, empleando un agente reductor para tal fin Oxidimetrías El agente oxidante puede ser yodo o cualquier sal que contenga los iones permanganato, bicromato, bromato, yodato o cerio (IV)



Permanganometría: La reacción se realiza en medio ácido y posiblemente es la más utilizada. El cambio de color del ion permanganato (violeta) a ion manganeso (II) hace innecesario el uso de indicador redox, aunque podría usarse ferroína. Debido a problemas de estabilidad (forma MnO2), es necesario estandarizar dichas disoluciones antes de usarlas. Así se pueden valorar disoluciones de ácido arsenioso, ácido oxálico y otros compuestos orgánicos, peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), nitritos o los iones manganeso (II), molibdeno (III), antimonio (III) y hierro (II), como en:3

Valoración Redox del ion permanganato (E.O..: +7) con el ion hierro (II).



Yodimetría: El yodo es un oxidante medio y permite valorar sustancias como los tiosulfatos o arsenitos, mientras se reduce a ion yoduro. Otras sustancias que pueden valorarse con yodo son los sulfitos, sulfuros, y los iones arsénico (III), estaño (II) y cobre (I). Sólo es estable si se adicionan yoduros, por formación de I3-.

Reacción entre ion tiosulfato y yodo (E.O.: 0) para dar ion tetrationato e ion yoduro (E.O.: -1)

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Cerimetría: En medio ácido, las sales de cerio (IV) tienen carácter oxidante fuerte y se reducen a ion cerio (III), ganando un sólo electrón. La simplicidad de esta reacción la hace muy interesante para múltiples valoraciones.

Oxidación del ion hierro (II) con el ion cerio (IV).

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Bromatometría: El agente oxidante es el ion bromato que se reduce a bromo, en medio ácido. Un ejemplo es:

Sinproporcionación entre ion bromato (estado de oxidación: +5) e ion bromuro (E.O.: -1) para dar bromo (E.O.: 0)

El agente oxidante es el ion dicromato, Cr2O72- que se reduce a cromo (III), en medio ácido.4 Se emplea para valorar disoluciones de hierro (II), sodio o uranio. Sus disoluciones son muy estables. Se emplea difenilaminosulfonato de bario como indicador. Un ejemplo es:  Dicromatometría:

Valoración de hierro (II) con dicromato (E.O.: +6) en medio ácido: para dar hierro (III) y cromo (III)

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Iodatometría: Las disoluciones de ion yodato son muy estables y no necesitan estandarización pero dicho ion puede reducirse a catión yodo (I), I+, a yodo, I2, o a yoduro, I.5 Se emplea para estandarizar disoluciones de tiosulfato. El yodato reacciona con yoduros para formar yodo que sirve para valorar el tiosulfato.

Reacción de yodato (E.O.:+5) con yoduro (E.O.:-1) en medio ácido para dar yodo (E.O.:0)

Valoración de tiosulfato con el yodo formado en la etapa anterior.

Reductimetrías La sustancia valorante es ahora un agente reductor, como los iones tiosulfato, yoduro o hierro (II). Son menos empleadas que las oxidimetrías.  Reductimetría con tiosulfatos: El reductor más empleado es el tiosulfato y se emplea sobre todo para valorar el yodo. En la mayoría de las aplicaciones que usan esta reacción no se hacen reaccionar los oxidantes directamente con el tiosulfato. Los oxidantes reaccionan con yoduros para formar yodo, que posteriormente se valora con tiosulfato, en una valoración indirecta llamada yodometría. No confundir la yodimetría (valoración directa de un reductor con yodo) con la yodometría (valoración del yodo con un reductor). 

Valoración indirecta con yoduros

Muchas sustancias son capaces de oxidar al ion yoduro a yodo. Posteriormente este yodo formado se valora con disolución de tiosulfato. Tras los cálculos correspondientes a esta valoración, conoceremos la cantidad de yodo formado y, a partir de

Oxidante + 2I-

reductor +I2

ella, la cantidad de sustancia de concentración desconocida que sirvió para oxidar al ion yoduro.2

Reacción entre yoduro (E.O.:-1) y un oxidante que queremos valorar, en medio ácido para dar yodo (E.O.:0)

2I- + 2S2O32-

2I- +

S4O6-2 +

7H2O

Valoración del yodo formado con tiosulfato

Indicadores redox Un indicador es una sustancia que sufre un cambio de color al mismo tiempo que se llega al punto de equivalencia de una valoración redox por lo que sirven para indicar dicho punto. Pueden ser:

 Generales: Son oxidantes o reductores que sufren una reacción redox con cambio de color cuando se produce el cambio rápido de potencial, al llegar al punto de equivalencia. El cambio de color se produce con una variación de potencial de 0,1 voltios, cerca de su potencial de reducción. Tenemos:  Sal férrica de la 1,10-ortofenantrolina: Su potencial de reducción es Eo=1,06 V. Cambia de color azul pálido a rojo cuando se reduce. En forma reducida se llama ferroína.  Ácido difenilaminosulfónico: Cambia de incoloro a verde y posteriormente a violeta, dependiendo del pH, en las cercanías de Eo=0,80 V. Se emplea para valorar Fe2+ con dicromato.  Específicos: Reaccionan de forma específica con alguna sustancia en la reacción redox y dicha reacción suele implicar un cambio de color fácil de detectar. Es el caso del almidón que forma un complejo de color azul con las disoluciones de yodo/yoduro, I3-. Así que dependiendo de si la valoración es directa o indirecta, el color azul desaparece o aparece indicando el punto de equivalencia.

CONCLUSIONES 

En esta práctica se utilizó la técnica de titulación por medio volumétrico de oxidoreducción, el cual permitió calcular la verdadera concentración de la solución del permanganato 20,6 mL. En esta práctica se utilizó como indicador el almidón; entonces el punto final de titulación se alcanzo cuando la solución tomo un color entre gris y azul pálido.

Opcional falta corregir ANÁLISIS Los posibles errores que pueden influir en el proceso de titulación redox para el cálculo de los parámetros pueden ser: 1. Error de experimentación: la medida. Si no se ha leído correctamente el volumen de una solución tomando en cuenta la coincidencia de la parte inferior del menisco con la línea que se quiera medir, entonces el resultado calculado no será correcto.

2. Burbujas de aire al verter la solución en la bureta o en la pipeta: al dejar un pequeño volumen de aire en alguno de estos instrumentos y cuando se halla añadido la solución, el valor leído no será el verdadero y por lo tanto el cálculo de algún parámetro estará lejos de su valor real. 3. Exceso de yodo (I2).en la solución de ácido ascórbico (C5H8O6), al ocurrir esto la solución toma un color azul oscuro y por lo tanto no se cumple el punto final de titulación, por lo que la cantidad de solución de I2 gastado no será igual a la de C5H8O6, contenido en el Erlenmeyer.