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5. Obtención y Valoración del peróxido de hidrógeno
5.1 Obtención de peróxido de hidrógeno:
Los peróxidos son sustancias que presentan un enlace oxígeno-oxígeno (-O-O-) y donde el oxígeno se encuentra en estado de oxidación -1. El peróxido de hidrógeno (H2O2), conocido también como agua oxi genada, es un compuesto en el que se pueden sustituir sus átomos de hidrógeno, mediante reacción química, por átomos de elementos metálicos, dando lugar a las peroxi-sales. Del mismo se puede plantear el proceso inverso para la obtención del peróxido de hidrógeno. En esta práctica se va a partir de peróxido de bario para la obtención de peróxido de hidrógeno en medio ácido.
2H+ + BaO2 → H2O2 + Ba2+
Procedimiento Experimental:
Se pesa un gramo, aproximadamente, de peróxido de bario.
Se mezcla el peróxido de bario con 100 ml de agua en un matraz erlenmeyer agitándose muy bien la mezcla.
A continuación se añaden 7 ml de ácido fosfórico del 85% mientras continuamos agitando.
Observaremos que la suspensión de BaO2 se va disolviendo progresivamente hasta obtener una disolución incolora.
Filtraremos la disolución que contiene el H2O2, y mediremos el volumen total obtenido con una probeta.
Esta disolución de peróxido de hidrógeno la vamos a valorar, mediante volumetría de oxidación reducción, en la siguiente parte de la práctica para así conocer su concentración.
5.2 Valoración de Peróxido de Hidrógeno:
Una valoración es una reacción química que se lleva a cabo añadiendo gradualmente, utilizando una bureta, una disolución de un reactivo de concentración conocida a una disolución de otro reactivo de concentración desconocida. Las valoraciones son operaciones muy frecuentes para el análisis cuantitativo en el laboratorio. Existen varios tipos de valoraciones dependiendo de la reacción química que se va a llevar a cabo, en este caso se trata de una reacción de oxidación reducción.
Aunque el peróxido de hidrógeno se puede utilizar normalmente como un oxidante, también puede comportarse como un reductor si reacciona con un oxidante más fuerte que él. En la presente práctica vamos a trabajar en este último supuesto, utilizando como reactivo valorante un oxidante fuerte como es el permanganato potásico.
El procedimiento consiste en medir el volumen de la disolución (VOX) de oxidante necesario (permanganato) para que reaccione con todo el reductor (peróxido de hidrógeno).
En el momento de lograrse la valoración completa se alcanza el punto de equivalencia, y entonces se cumple la siguiente relación:
NOX x VOX = NRED x VRED (Ec.1)Donde NX es la normalidad de la disolución de oxidante (OX) o reductor (RED).
En este tipo concreto de valoración no será necesario la utilización de un indicador colorimétrico, ya que, el propio color violeta intenso del permanganato potásico será suficiente para detectar el punto de equivalencia.
Las reacciones que tendrán lugar, teniendo en cuenta que el peróxido de hidrógeno se encuentra en una disolución ácida, son las siguientes:
MnO4- + 8H+ + 5 e- → Mn2+ + 4H2O
H2O2 – 2e- → O2 + 2H+
Procedimiento Experimental
De la disolución filtrada de peróxido de hidrógeno obtenida anteriormente, tomaremos 25 ml con una pipeta (VRED), y se llevarán a un matraz erlenmeyer, al cual, posteriormente añadiremos agua destilada hasta un volumen aproximado de unos 100 ml.
Enrasaremos nuestra bureta con la disolución de permanganato potásico 0,1N (NOX).
Con la bureta añadiremos despacio, gota a gota, la disolución de permanganato sobre el matraz erlenmeyer a la vez que éste es continuamente agitado sin brusquedad. Una de nuestras manos debe de estar permanentemente sobre la llave de cierre de la bureta para poder reaccionar y cerrar rápidamente cuando se detecte el cambio de color, mientras la otra mano agitará el matraz. Durante la valoración, y hasta que se alcance el punto de equivalencia la disolución de H2O2 seguirá incolora, ya que, el color violeta de las gotas de permanganato desaparecerá rápidamente al caer al matraz, debido a la reacción de éste con el peroxido de hidrógeno.
El punto final de la valoración se alcanzará cuando la disolución incolora adquiera una coloración ligeramente rosada y permanente.
En ese momento consideramos que se ha alcanzado el punto de equivalencia, por lo tanto, anotamos el volumen de disolución de permanganato gastado en la bureta (VOX).
Una vez conocido el volumen consumido de permanganato (VOX), calculamos la normalidad de la disolución problema de peroxido de hidrógeno (NRED) aplicando la ecuación 1, y teniendo en cuenta el volumen real de disolución original de peroxido que hemos valorado.
Ahora ya tenemos todos los datos para realizar los siguientes cálculos:
A) Tanto por ciento en peso del agua oxigenada obtenida.
B) Rendimiento de la reacción de obtención del peróxido de hidrógeno.
5.3 Ensayo como Oxidante del Peróxido de Hidrógeno:
Para finalizar esta práctica vamos a realizar un ensayo con el que comprobaremos las propiedades oxidantes del peróxido de hidrogeno.
Añadiremos a un tuvo de ensayo 5 mL de la disolución de peróxido de hidrogeno obtenida en la primera parte de esta práctica, y añadiremos unas gotas de una disolución de yoduro potásico al 6%, que también es un liquido incoloro.
Observaremos y anotaremos los fenómenos que tengan lugar.
Observamos la formación de una sustancia de color amarilla. El peróxido de hidrógeno oxida al ioduro formando yodo, responsable de la coloración característica que se aprecia, dado que el I2 producido también reacciona con los iones I- restantes de la disolución para dar el complejo I3-. Las reacciones que han tenido lugar son las siguientes:
2 I- → I2 + 2e-
H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O
I2 + I- → 3I-
5.4. Formulario de Auto-evaluación
Aquí se encuentra el formulario de preguntas que debes rellenar y enviar por correo electrónico a tu profesor:
