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GENERALIDADES
DE VOLUMETRÍA DE
ÓXIDO-REDUCCIÓN
- Reacciones de Óxido-reducción:
- En estas reacciones se transfieren electrones de un átomo, molécula o ión a otro, o, es la reacción de un
agente oxidante y de un agente reductor.
- Semirreacción de Oxidación
- Es el proceso definido como la pérdida de
electrones cedidos a un agente oxidante para
dar un estado de oxidación más alto o más
positivo.El agente reductor o reductor es la
sustancia que pierde uno o más electrones y se
oxida en el proceso. Los electrones que se
pierden los gana el agente oxidante.
- Reductores auxiliares:
- Reductores Metálicos:
- Reductor de Jones: consiste en gránulos de zinc amalgamado
(aleación con mercurio, ZnHg)
- Especies formadas por la reacción con el Reductor de Jones
- Especies formadas por la reacción con el Reductor de Jones
- Reductor Walden: consiste en plata metálica y
ácido clorhídrico 1 M (Ag/HCl 1 M);
- Especies formadas por la reacción con el Reductor de Walden
- Especies formadas por la reacción con el Reductor de Walden
- Otros metales utilizados también como reductores son el
Aluminio (Ti4+ a Ti3+), el Cadmio (ClO3- a Cl-), Plomo
(Sn4+ a Sn2+, U6+ a U4+), bismuto y sodio. El plomo,
bismuto y sodio se emplean en forma de amalgamas
líquidas. La amalgama de sodio da lugar a reducciones
rápidas a temperatura ambiente sin introducir en la
disolución metales pesados.
- Reductor de Jones: consiste en gránulos de zinc amalgamado
(aleación con mercurio, ZnHg)
- Cloruro estañoso (SnCl2): se utiliza en general para la reducción
de Fe3+ a Fe2+ para titular con Cerio (IV) o dicromato, la reacción
es rápida en presencia de ácido clorhídrico caliente. Su poder
reductor es comparado con el de la plata.
- Sales ferrosas (Fe2+), (FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O): son
reductores de fuerza media, se añaden usualmente en exceso de
disoluciones patrón; y este exceso se determina por valoración
como oxidante.
- Dióxido de azufre (SO2), sulfato (SO4-2) o sulfito de sodio (Na2SO3): son buenos
agentes reductores en medio ácido (H+); se elimina por ebullición o mediante el
burbujeo con CO2. Presenta la ventaja de no introducir en la disolución ningún
metal pesado.
- Sulfuro de hidrógeno (H2S): no se usa con cationes con los
que forma soluciones insolubles, se compara al dióxido de
azufre en poder reductor y en la forma en que se elimina su
exceso.
- Hiposulfito de sodio (Na2S2O4): es un reductor poderoso en
disolución alcalina, su exceso se elimina por ebullición de la
disolución acidificada.
- Ácido clorhídrico (HCl) concentrado: usado principalmente en la reducción de óxidos de
plomo y óxidos de manganeso, la mayor parte de su exceso puede eliminarse por
evaporación hasta sequedad; la eliminación completa se realiza por evaporación de
ácido sulfúrico, humos blancos.
- Reductores Metálicos:
- Reductores auxiliares:
- Es el proceso definido como la pérdida de
electrones cedidos a un agente oxidante para
dar un estado de oxidación más alto o más
positivo.El agente reductor o reductor es la
sustancia que pierde uno o más electrones y se
oxida en el proceso. Los electrones que se
pierden los gana el agente oxidante.
- Semirreacción de Reducción:
- Se define como la ganancia de electrones donados por un agente
reductor para dar un estado de oxidación más bajo, o más
negativo; y es el proceso que implica la ganancia de uno o más
electrones por parte de un átomo, ión o molécula. El agente
oxidante u oxidante gana uno o más electrones y se reduce en el
proceso; y los electrones que gana los dona el agente reductor.
- Oxidantes Auxiliares
- Ácido perclórico (HClO4) anhidro concentrado y caliente: es un agente oxidante
fuerte, se puede utilizar para oxidar el cromo (III) a dicromato; la mezcla se debe
diluir y enfriar muy rápidamente para evitar la reducción, debido a que el ácido
perclórico diluido no es un agente oxidante fuerte. El cloro producido por la
reducción del ácido perclórico se debe eliminar por la ebullición de la solución
diluida.
- Peroxidisulfato de potasio (o amonio) o persulfato de potasio (o amonio)
(K2S2O8 o (NH4)2S2O8): es un potente agente oxidante, pero su acción es lenta,
por lo que debe catalizarse con una pequeña cantidad de plata (I).
- Peryodato de potasio (KIO4): utilizado principalmente
en la oxidación de Mn2+ a MnO4- para su determinación
colorimétrica. Si es necesaria la eliminación del
peryodato se añade mercurio (II) para que precipite en
forma de paraperyodato de mercurio (II).
- Clorato de potasio (KClO4): en disolución ácida y fusiones alcalinas es
un oxidante poderoso, su exceso puede eliminarse por ebullición con
un exceso de ácido clorhídrico.
- Permanganato de potasio (KMnO4): Es un poderoso
oxidante en disoluciones ácidas o neutras, sin embargo
puede ser utilizada en medio alcalino. Su exceso puede
ser eliminado agregando hidracina, y el exceso de esta
se destruye hirviendo. O puede reducirse con NaNO2 o
NaN3.
- Bismutato de sodio (NaBiO3): se utiliza para la oxidación de
Mn2+ a MnO4-, el bismuto de sodio se elimina por filtración.
- Peróxido de hidrógeno (H2O2): es un poderoso oxidante y
también un reductor de fuerza media; es un oxidante
interesante debido a que no introduce ningún ión en la
disolución y además puede eliminarse el exceso por ebullición.
Se utiliza para oxidar:
- Óxido de Plata (II) (Ag2O2): se agrega en
exceso y se elimina por el calentamiento
de la disolución. En disolución ácida es
adecuado para oxidar:
- Ozono (O3): se hace circular oxígeno gaseoso por un tubo
de vidrio entre cuyas paredes se mantiene una descarga
eléctrica, no introduce ningún ión extraño y su exceso se
destruye por ebullición, que lo transforma en oxígeno.
- Ácido nítrico (HNO3): Su principal uso consiste en la disolución de muestras,
como metales y sulfuros muy insolubles, que no son atacados por el ácido
clorhídrico. Y los productos de oxidación quedaran en sus estados de oxidación
más elevados como SO42-, Fe3+, Cu2+ y Sn4+. Puede producir diferentes
productos de reducción dependiendo de la fuerza del reductor, de la
concentración del ácido y de la temperatura; estos productos pueden ser NO2,
NO, N2O entre otros. El exceso se elimina por evaporación repetida de la
disolución con ácido clorhídrico.
- Bromo (Br2): se utiliza para oxidar varios elementos como el
Tl1+a Tl3+ y I- a IO3-.
- Ácido perclórico (HClO4) anhidro concentrado y caliente: es un agente oxidante
fuerte, se puede utilizar para oxidar el cromo (III) a dicromato; la mezcla se debe
diluir y enfriar muy rápidamente para evitar la reducción, debido a que el ácido
perclórico diluido no es un agente oxidante fuerte. El cloro producido por la
reducción del ácido perclórico se debe eliminar por la ebullición de la solución
diluida.
- Oxidantes Auxiliares
- Se define como la ganancia de electrones donados por un agente
reductor para dar un estado de oxidación más bajo, o más
negativo; y es el proceso que implica la ganancia de uno o más
electrones por parte de un átomo, ión o molécula. El agente
oxidante u oxidante gana uno o más electrones y se reduce en el
proceso; y los electrones que gana los dona el agente reductor.
- Indicadores
- Autoindicadores: si el titulante es fuertemente colorido y los otros
componentes son incoloros, este color se puede utilizar para detectar
el punto final; como es el caso de :
- El permanganato de potasio (oxidante) es de un
color morado intenso, en soluciones diluidas es de
color rosa, y cambia a incoloro o rosado tenue
cuando se reduce (Mn2+).
- El yodo (oxidante) es de un color azul oscuro, en
concentración 0,1 N una gota produce color amarillo en 100
a 200 mL de agua, cambia a incoloro cuando se reduce a
I-.
- El Cerio (IV) es un oxidante que varía su color de amarillo anaranjado a
incoloro en el que la especie presente es Ce3+.
- Indicador de Almidón: Es utilizado para las valoraciones en las que interviene
el yodo; el almidón forma un complejo no completamente reversible con el I2,
que es de color azul oscuro. El color es sensible a pequeñas cantidades de
yodo; en las titulaciones de agentes reductores con yodo, la solución
permanece incolora hasta el punto de equivalencia, al agregar la gota en
exceso se convierte la solución en azul oscuro.
- El permanganato de potasio (oxidante) es de un
color morado intenso, en soluciones diluidas es de
color rosa, y cambia a incoloro o rosado tenue
cuando se reduce (Mn2+).
- Indicadores Redox: Son agentes reductores y oxidantes débiles que se
pueden oxidar y reducir; y al hacerlo varía su coloración que es muy fuerte.
- Autoindicadores: si el titulante es fuertemente colorido y los otros
componentes son incoloros, este color se puede utilizar para detectar
el punto final; como es el caso de :
- Semirreacción de Oxidación
- En estas reacciones se transfieren electrones de un átomo, molécula o ión a otro, o, es la reacción de un
agente oxidante y de un agente reductor.
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