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VALORACIÓN REDOX - Contenido educativo

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Subido el 20 de febrero de 2021 por Laura G.

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Bien chicos, vamos a hablar de las valoraciones redox, entonces para ello he elegido este ejercicio que lo tenéis en vuestra ficha de selectividad, en vuestra ficha de BAO 00:00:02
y bueno, básicamente las valoraciones redox son como las valoraciones ácido base o como cualquier tipo de valoración, se basan en lo mismo 00:00:19
yo lo que tengo es una disolución problema por así decirlo 00:00:30
una disolución que yo no sé qué concentración tengo 00:00:36
por eso le llamo disolución problema 00:00:39
ya esa disolución problema yo lo que le estoy añadiendo 00:00:42
es un agente valorante, esto ya os lo comenté en ácido base 00:00:48
una disolución de agente valorante 00:00:53
que sabéis que se añade con la bureta 00:00:55
y nosotros gastaremos unos mililitros de este agente valorante 00:00:58
pero de este agente valorante nosotros sí que sabemos su concentración 00:01:04
entonces evidentemente si yo sé los mililitros que uso 00:01:07
y sé la concentración 00:01:13
pues yo sé los moles que estoy utilizando de agente valorante 00:01:15
los relacionaré con los moles de mi analito 00:01:19
de mi sustancia problema 00:01:25
y con eso yo puedo sacar la concentración de la disolución problema, ¿no? 00:01:27
Bueno, esta sería la teoría, vamos a verlo en un problema práctico, ¿no? 00:01:32
Entonces, mirad, nos dice el problema lo siguiente, dice, se lleva a cabo la valoración de 100 mililitros 00:01:37
de una disolución de peroxido de hidrógeno con una disolución de permanganato de potasio 00:01:43
de concentración 0,1 molar, ¿no? 00:01:48
nos dice que en este proceso se obtiene 00:01:51
dicloruro de manganeso, oxígeno y KCl 00:01:55
¿vale? 00:01:59
entonces nos dice lo siguiente 00:02:01
que la reacción se lleva a cabo en medio ácido clorhídrico 00:02:03
es decir, estamos haciendo una reacción en medio ácido 00:02:07
y que consumimos 23 mililitros 00:02:09
de la disolución del permanganato de potasio 00:02:14
¿no? 00:02:16
entonces bueno 00:02:17
el apartado A y el apartado B se refiere 00:02:18
al ajuste de la reacción 00:02:21
y el apartado C y el D se refiere 00:02:23
a la valoración de la reacción 00:02:26
entonces en el A nos dice el estado de oxidación de cada especie 00:02:31
y que indiquemos que especie se oxida y que especie se reduce 00:02:36
y que indiquemos la especie reductora y la especie oxidante 00:02:40
esto ya lo sabemos hacer 00:02:43
que ajustemos la semirreacción, el redox y la reacción molecular global 00:02:44
y vamos a ponernos con ello, ¿vale? 00:02:49
Bueno, lo primero es escribir la reacción, ¿vale? 00:02:52
Entonces, bueno, para escribir la reacción nos tenemos que fijar 00:02:56
en que lo que estamos haciendo es llevar a cabo la valoración de 100 ml de peroxido de hidrógeno, 00:02:58
es decir, agua oxigenada, H2O2, que es el peroxido de hidrógeno, 00:03:05
que reacciona con permanganato de potasio, 00:03:11
que se obtiene dicloruro de manganeso, se obtiene oxígeno y se obtiene KCl 00:03:14
y nos dice una frase importante y es que la reacción se lleva a cabo en medio ácido clorhídrico 00:03:29
es decir, que tenemos que poner aquí ácido clorhídrico 00:03:37
vale, pues bueno, vamos con el apartado A 00:03:42
apartado A lo podríamos, lo podemos hacer en la misma reacción, vamos a ir sacando 00:03:46
los estados de oxidación y vamos con ello, bueno el del hidrógeno es más 2, en el del 00:03:52
oxígeno como es un peroxido menos 2 son los 2, por tanto cada oxígeno es menos 1, más 00:04:01
1, más 7 menos 2, más 1 menos 1, más 2 menos 1, O2 es 0, KCl más 1 y menos 1. Ahora 00:04:10
el siguiente paso sería separar en sus iones. El agua oxigenada no lo separamos, es una 00:04:25
sustancia covalente molecular, no se separan en iones. Separamos el potasio del permanganato, 00:04:31
el protón del cloruro 00:04:39
el M enganeso 2 de los dos cloros 00:04:48
el oxígeno se queda como está 00:04:53
y el potasio del cloruro 00:04:57
¿sí? 00:05:00
entonces bueno 00:05:02
si nos fijamos ya hemos contestado 00:05:03
la primera pregunta ¿no? 00:05:06
entonces hemos dicho el estado de oxidación 00:05:08
en el manganeso en el dión permanganato es más 7 00:05:10
lo vemos aquí, esto lo contestaríamos aquí aparte 00:05:13
En el dicloburgo de manganeso es más 2 y el oxígeno en el peroxido de hidrógeno en cada oxígeno es menos 1 y en el oxígeno molecular que es una sustancia elemental es 0. 00:05:16
Ahora nos dice que indiquemos la especie que se oxida y que se reduce y que indiquemos la especie reductora y la especie oxidante. 00:05:29
Bueno, voy a hacerlo, luego las enirreacciones, pero vamos a fijarnos que los cambios que tenemos de estado de oxidación los vemos en el agua oxigenada, en el oxígeno, que pasamos de menos 1 a 0, ¿vale? 00:05:36
Lo marco aquí, de menos 1 pasamos a 0 y luego el otro cambio de estado de oxidación lo vemos en el permanganato, en el manganeso del permanganato, que pasamos de más 7, pasamos a más 2, ¿vale? 00:05:52
Entonces, vamos a poner reducción y vamos a poner en verde la oxidación. 00:06:12
¿reducción? pues sabéis que es la disminución del estado de oxidación 00:06:21
y oxidación pues es que el estado de oxidación de la especie química lo que hace es aumentar 00:06:30
entonces ¿quién se reduce? se reduce permanganato a manganeso 2 00:06:39
Y la oxidación, el agua oxigenada pasa a oxígeno molecular. 00:06:50
Entonces, si tenemos que contestar a lo que me preguntan, nos dice, ¿especie que se oxida? 00:07:00
¿Quién se oxida? Se oxida el agua oxigenada, especie, ¿vale? La sustancia que se oxida. 00:07:06
¿Y quién se reduce? Se reduce el permanganato de potasio. 00:07:13
sí, se reduce el ión permanganato 00:07:17
pero de la reacción global se reduce el permanganato 00:07:19
y ahora fijaros, especie reductora y especie oxidante 00:07:22
aquí sabéis que es un poco trabalenguas 00:07:27
pero bueno, se reduce 00:07:28
¿quién es la especie reductora? 00:07:30
la especie reductora es la especie que pierde electrones 00:07:35
y por lo tanto es la especie que se oxida 00:07:40
Por tanto, ¿quién es la especie reductora? El agua oxigenada 00:07:46
¿Y quién es la especie oxidante? 00:07:51
La especie oxidante es la especie que gana electrones y que por tanto se reduce 00:07:54
¿Y quién es el que se reduce? Hemos dicho que es el permanganato de potasio 00:08:02
Entonces, especie que se reduce es la especie oxidante 00:08:07
Esto ya lo hemos trabajado y la especie que se oxida es la especie reductora, que no os confundan los nombres, ¿vale? 00:08:18
Especie reductora. 00:08:34
Vale, vamos ahora con el ajuste para poder pasar a la parte de la valoración, ¿vale? 00:08:36
A la parte de los cálculos estequiométricos. 00:08:43
Bueno, voy a hacer el ajuste rapidito, estamos en medio ácido, entonces bueno, con aguas ponemos los oxígenos, pondremos 4 aguas, pondremos 4 por 2, 8 protones y compensamos las cargas. 00:08:46
Aquí tenemos siete positivas, dos positivas, hemos ganado los cinco electrones. 00:09:01
Vamos con el agua oxigenada. 00:09:08
Aquí me sobran dos protones y entonces hemos perdido dos electrones, nos hemos oxidado con dos electrones. 00:09:13
Ahora, para ajustar y terminar de ajustar, multiplicaremos la de arriba por 2 y la de abajo la multiplicaríamos por 5, ¿no? 00:09:24
Y la sumaríamos. 00:09:36
Entonces, tenemos en la de arriba 16, 2 permanganatos, ¿vale? 00:09:39
2 permanganatos. 00:09:53
¿Qué más tenemos que poner? 00:09:55
Tenemos que poner 5 aguas oxigenadas, los electrones se me van a ir, se intercambian 10, 2 de manganeso 2, 8 aguas, 5 oxígenos y 10 hidrógenos. 00:09:57
Si nos fijamos, pasa lo que pasaba en otro ejercicio, aquí tengo 16, aquí tengo 10, se me queda un exceso de 6 aquí, 6 protones. 00:10:21
vale, pues ahora tenemos esto y tenemos que pasar la iónica ajustada 00:10:35
que sabéis que es esta, esta es la iónica ajustada 00:10:42
la tenemos que pasar a molecular, vale 00:10:45
esta es la iónica ajustada, entonces para pasar a molecular 00:10:49
bueno, os borro los estados de oxidación de aquí 00:10:54
y vamos a pasar de la iónica a la molecular, vale 00:10:58
Vamos con ello. Bueno, vamos a empezar por el agua oxigenada. Tengo que ponerle, lo vemos aquí, tengo que poner 5 de agua oxigenada. 00:11:07
De permanganato tengo que poner 2. De ácido clorhídrico, HCl, tengo 6 protones, pues 6 de ácido clorhídrico, ¿vale? 00:11:20
De manganeso 2, 2, pues tengo que poner 2. De oxígeno tengo que poner 5. Y ahora tenemos que poner el KCl, ¿no? Entonces vamos a fijarnos de KCl. Si nos fijamos bien en la reacción, bueno, tengo que poner las 8 moléculas de agua. 00:11:31
Y ahora vamos a ver qué hacemos con el KCl, ¿vale? 00:12:05
Bien, entonces, si nos fijamos bien, tengo dos potasios aquí y aquí tengo uno. 00:12:18
Entonces tendríamos que poner dos moléculas de KCl. 00:12:33
Y de esta manera la reacción quedaría ajustada completamente, ¿de acuerdo? 00:12:37
Vale, entonces, ahora para hacer la parte de la valoración voy a borraros todo el ajuste, lo podéis ver las veces que queráis, ¿vale? 00:12:45
Pero ya me olvido del ajuste, que sería el apartado B. 00:12:59
Y ahora con la reacción ajustada vamos a la parte de la valoración, ¿no? 00:13:03
Bueno, yo lo que os he explicado antes es que en una valoración, no sé si lo podéis ver aquí arriba, 00:13:10
tenemos el agente valorante y tenemos la disolución problema, ¿no? 00:13:17
Entonces en el C me dice que calcule la concentración molar del peroxido de hidrógeno empleado. 00:13:20
bien, entonces lo primero que vamos a hacer en el C es un poco organizar lo que nos están diciendo en el problema 00:13:25
en el problema me están diciendo es que yo lo que hago es valorar 100 mililitros 00:13:35
o sea yo inicialmente tengo de estos 100 mililitros 00:13:42
la concentración yo no la sé y me dicen que yo a esta disolución de agua oxigenada 00:13:45
le estoy añadiendo 23 mililitros, porque me dice que se consumen 23 mililitros de disolución de permanganato de potasio, 00:13:58
es decir, del permanganato estoy añadiendo 23 mililitros de disolución 0,1 molar, o mol partido por litro. 00:14:06
Vale, entonces, sabiendo eso, nosotros tenemos que averiguar la concentración del agua oxigenada, 00:14:18
oxigenada, es decir, mi solución problema es el agua oxigenada en este problema y mi 00:14:26
agente valorante es el permanganato, ¿no? Porque es del que yo sé lo que tengo, ¿no? 00:14:32
Vale, pues ¿cómo procedemos a hacer esto? Bien, siempre que tengamos una valoración 00:14:41
tenemos un problema de estequiometría. Entonces, lo primero es sacar los moles de la agente 00:14:46
valorante, entonces los moles del agente valorante los voy a calcular aquí aparte, voy a pasar 00:14:54
al rojo, voy a poner aquí moles de KMnO4, podéis hacer un factor de conversión o molaridad 00:15:00
por volumen, voy a hacerlo como molaridad por volumen que serían los 0,023 mililitros 00:15:08
por 0,1 00:15:15
que esto sabéis que es mol 00:15:18
bueno, esto serían litros, perdonadme 00:15:21
estos son litros 00:15:24
porque lo he pasado a litros 00:15:27
estos sabéis que son litros 00:15:28
mol litro 00:15:31
y estos son moles, lo vemos, ¿no? 00:15:33
es decir, 0,0023 moles 00:15:36
de permanganato 00:15:39
¿vale? 00:15:42
bien 00:15:44
Ahora, estos moles de permanganato, nosotros sabemos con cuántos moles van a reaccionar de agua oxigenada 00:15:44
Tenemos una estequiometría, tenemos que por cada 2 moles de permanganato van a reaccionar 5 moles de agua oxigenada 00:15:53
Entonces tenemos que ver con cuántos moles van a reaccionar de agua oxigenada 00:16:04
Entonces para ello ahora hacemos el factor de conversión, yo tengo 0,0023 moles de KMnO4 que es mi agente valorante y yo por estequiometría sé que cada, fijaros, cada 2 moles de KMnO4 van a reaccionar con 5 moles de agua oxigenada. 00:16:10
Entonces fijaros, ya tengo los moles de agua oxigenada 00:16:38
Entonces ahora lo siguiente que tenemos que hacer es ver cuántos moles de agua oxigenada nosotros tenemos 00:16:45
Voy a calcularlo, sería 0,0023 por 5 entre 2 que es 2,5 00:16:54
entonces esto me sale que tengo 0,00575 moles de agua oxigenada 00:17:03
que es mi disolución problema 00:17:18
entonces ahora como me está pidiendo la concentración molar 00:17:21
del peroxido de hidrógeno 00:17:25
pues la concentración que tenemos del H2O2 00:17:29
la concentración del H2O2, pues serán los moles entre el volumen de la disolución, ¿no? 00:17:33
¿Cuántos moles hemos calculado que tenemos? 0,00575. 00:17:41
¿Y qué volumen tenemos de disolución inicial? Pues tenemos 100.000 litros, que es 0,1 litros, ¿no? 00:17:48
Entonces esto sale 0,0575 mol partido por litro o molar de agua oxigenada 00:17:55
¿Vale? Esta sería la parte de la valoración 00:18:06
Sacamos qué moles tenemos de agente valorante 00:18:11
Y cuántos moles tenemos de la disolución problema 00:18:17
De la especie problema, que en este caso es el agua oxigenada 00:18:21
y con esos moles y el volumen tenemos la concentración 00:18:24
vamos con el apartado D 00:18:28
el apartado D, fijaros, nos dice calcule el volumen de oxígeno molecular desprendido 00:18:31
medido a 700 milímetros de mercurio y a 30 grados 00:18:36
pues el D es un apartado de estequiometría muy sencillo 00:18:41
y entonces vamos a volver a utilizar evidentemente la reacción 00:18:47
Fijaros, yo puedo utilizar independientemente los moles que tengo del permanganato 00:18:52
Que los voy a poner aquí, 0,023 moles 00:18:59
O los moles que tengo de agua oxigenada 00:19:04
Puedo utilizar cualquiera de los dos datos 00:19:08
¿Qué es lo que me importa? 00:19:10
Pues que hagamos bien la estequiometría 00:19:14
Voy a fijar los datos del permanganato 00:19:17
Fijaros, ahí tenemos que no hay reactivo limitante, las dos reaccionan al 100% 00:19:20
Entonces yo cojo los moles del KMnO4 y compruebo con cuántos moles de oxígeno se me producen en la reacción 00:19:28
Fijaros, yo sé que dos moles del KMnO4 me van a formar cinco moles de oxígeno 00:19:39
Entonces, dos moles me forman cinco moles. Si lo calculáis, dan los mismos que de agua oxigenada, porque la relación molar es la misma. 00:19:46
Y estos serían moles de oxígeno. 00:20:06
entonces como el oxígeno es un gas que está a 700 milímetros de mercurio de presión 00:20:07
y a 30 grados centígrados que sabéis que son 303 kelvin 00:20:18
tenemos que utilizar la ecuación de los gases ideales 00:20:26
Entonces simplemente P por V es igual a nRT 00:20:31
Y entonces como lo que me pregunta es el volumen que vamos a obtener 00:20:37
El volumen sería nRT partido por la presión 00:20:44
¿Qué hacemos? Pasamos la presión a atmósferas 00:20:49
700 milímetros de mercurio 00:20:53
Y sabéis que el factor es que una atmósfera son 760 00:20:55
¿De acuerdo? 00:21:00
Si calculáis esto, os da una presión de 0,92 atmósferas. 00:21:06
Pues sustituimos moles de oxígeno 0,00575, constante R 0,082, temperatura en Kelvin 303 y presión 0,92. 00:21:19
Hacemos esto, 0,00575 por 0,082 por 303 entre 0,92, da un volumen de 0,155 litros, ¿vale? 00:21:38
pues esta sería la forma de trabajar 00:22:08
la valoración y la estequiometría 00:22:11
en un problema ácido-base 00:22:14
veis que es bastante fácil 00:22:16
pero que tenéis que ajustar bien las reacciones 00:22:20
y tener en cuenta quién es el que valora 00:22:24
quién es el agente valorante 00:22:28
y quién es la disolución problema 00:22:29
¿vale? 00:22:32
venga, hasta luego 00:22:33
Autor/es:
Laura Garcia Garcia
Subido por:
Laura G.
Licencia:
Reconocimiento
Visualizaciones:
52
Fecha:
20 de febrero de 2021 - 13:00
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ISIDRA DE GUZMAN
Duración:
22′ 37″
Relación de aspecto:
1.91:1
Resolución:
1024x536 píxeles
Tamaño:
50.53 MBytes

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