3. Resultado de aprendizaje de la sesión
Al finalizar la sesión, es estudiante aplica determina la concentración de
hierro en la muestra problema aplicando cálculos estequiométricos.
Imagen: www.freepik.com
4. Reflexión desde la experiencia
¿ Cómo podemos determinar la concentración de
una solución?
8. • Es una técnica analítica cuantitativa que se basa en uso de cálculos
estequiométricos.
¿En que consiste la Valoración o titulación?
https://www.youtube.com/watch?v=tdBRgBmtOsM
Video 1
• El procedimiento consiste en hacer reaccionar 2 soluciones, una de
concentración conocida (sustancia titulante) y otra de
concentración desconocida (que se quiere determinar). La
estequiometria (reacción química) debe ser perfectamente conocida
y mediante de ésta se calcula la concentración faltante.
• El punto final de la reacción; es decir, cuando uno de los reactivos
se agota, debe ser perfectamente identificable, ya sea por un cambio
de color o alguna otra propiedad de la solución.
9. ¿En que consiste la Valoración o titulación?
Pinza
Matraz erlenmeyer
Soporte universal
Bureta
El punto final de la titulación está
dado por el cambio de color de la
solución o alguna otra propiedad
fácilmente medible.
10. Patrón primario
En química, un patrón primario, es una sustancia generalmente en estado sólido que se usa
como referencia para determina la concentración de otras sustancias mediante una valoración o
titulación, llamada en esta caso estandarización.
Para que una sustancia se considerada un patrón primario debe cumplir con ciertas características:
• Tienen composición conocida.
• Deben tener elevada pureza.
• Debe tener un una masa molecular elevada.
• Debe ser estable a temperatura ambiente.
• No debe reaccionar con los componentes del aire.
• Debe reaccionar rápida y estequiométricamente con el analito.
Para valorar soluciones de KMnO4
se suele usar oxalato de sodio
(Na2C2O4)
12. Preparación del estándar primario
1. Pesar entre 0.1000 g y 0.1300 g de Na2C2O4
(previamente secado en una estufa hasta peso
constante) en un vaso de precipitados.
2. Disolver el Na2C2O4 con 30 ml de agua
destilada
Masa de Na2C2O4 = 0.1300 g
13. Preparación del estándar primario
3. Trasvasar cuantitativamente a un matraz de 250 mL
Trasvasar cuantitativamente indica
que debemos ser muy cuidadosos
pasando el líquido de un recipiente a
otro; de tal manera que no se pierda
muestra. Para ello enjuagaremos tres
veces el vaso de precipitados y esa
agua de enjuague la añadiremos al
matraz.
14. Preparación de la solución de KMnO4
1. Pesar 0.7900 g de KMnO4 lo más exacto posible. 2. Disolver el KMnO4 en 50 ml de agua en un vaso de
150 ml.
15. Preparación de la solución de KMnO4
3. Trasvasar cuantitativamente a un matraz aforado de 250 mL. Enrazar dicha
disolución utilizando agua destilada.
https://www.youtube.com/watch?v=OktFXFojlN0
Video 2
16. Preparación de la solución de KMnO4
Cálculo de la concentración molar teórica de la solución de KMnO4
Donde:
M = Concentración molar (mol/L)
m = masa del soluto (g)
𝑀 = masa molar del soluto (g/mol)
V = Volumen de la solución (L)
M =
𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
17. Estandarización de la solución de
KMnO4
Solución de KMnO4
Solución de Na2C2O4
5 ml de H2SO4
1. Armar el sistema que se muestra:
18. Estandarización de la solución de
KMnO4
https://www.youtube.com/watch?v=mHKtXEOLBig
𝑉𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 20.5 𝑚𝑙
Video 3
2. Abrir la llave de la bureta hasta llegar al punto final. Anotar el
volumen gastado.
19. Estandarización de la solución de
KMnO4
Cálculo de la concentración molar experimental (estandarizada) de la solución de KMnO4
𝐶2𝑂4(𝑎𝑐)
2−
+ 𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐)
1−
→ 𝐶𝑂2(𝑔) + 𝑀𝑛(𝑎𝑐)
2+
5𝐶2𝑂4(𝑎𝑐)
2−
+ 2𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐)
1−
+ 16𝐻(𝑎𝑐)
+
→ 10𝐶𝑂2(𝑔) + 2𝑀𝑛(𝑎𝑐)
2+
+ 8𝐻2𝑂
2𝐾𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐) + 5𝑁𝑎2𝐶2𝑂4(𝑎𝑐) + 8𝐻2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) → 2𝑀𝑛𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 10𝐶𝑂2(𝑔) + 𝐾2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 5𝑁𝑎2𝑆𝑂4 + 8𝐻2𝑂
1. Balancear la ecuación química:
+3 +7 +4 +2
Oxidación
Reducción
20. Estandarización de la solución de
KMnO4
Cálculo de la concentración molar experimental (estandarizada) de la solución de KMnO4
2𝐾𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐) + 5𝑁𝑎2𝐶2𝑂4(𝑎𝑐) + 8𝐻2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) → 2𝑀𝑛𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 10𝐶𝑂2(𝑔) + 𝐾2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 5𝑁𝑎2𝑆𝑂4 + 8𝐻2𝑂
2. Cálculo de la concentración de KMnO4 :
m 𝒈 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
𝟏𝟑𝟒𝒈 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
= 𝒏 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒
𝟐 𝒎𝒐𝒍 𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒
𝟓 𝒎𝒐𝒍 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
2 mol 5 mol
Estequiometria
Masa molar
0.130𝟎𝒈 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
𝟏𝟑𝟒𝒈 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
= 𝟑. 𝟖𝟖𝒙𝟏𝟎−𝟒
𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒
𝟐 𝒎𝒐𝒍 𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒
𝟓 𝒎𝒐𝒍 𝑵𝒂𝟐𝑪𝟐𝑶𝟒
21. Estandarización de la solución de
KMnO4
Cálculo de la concentración molar experimental (estandarizada) de la solución de KMnO4
2. Cálculo de la concentración de KMnO4:
M =
𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑉𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 (𝐿)
Donde:
M = Concentración molar (mol/L)
n = número de moles del soluto (g)
V = Volumen de la solución (L)
M =
3.88𝑥10−4𝑚𝑜𝑙
0.0205 𝐿
= 0.0189 𝑚𝑜𝑙/𝐿
22. Estandarización de la solución de
KMnO4
Cuadro 4.3: Estandarización de la disolución de KMnO4 0.02M
Datos
Repeticiones
1 2
Masa Na2C2O4 (g) 0.1300 0.1150
Volumen gastado de
KMnO4 (mL)
20.5 19.0
Concentración KMnO4
(mol/L)
0.0189
Concentración promedio
de de KMnO4 (mol/L)
23. Titulación de la muestra
1. Pesar entre 0.2000 y 0.3000 g la muestra previamente molida en un vaso de precipitados.
Preparación de la solución
𝑚𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 0.2998 𝑔
2. Disolver dicha muestra en 30 ml de agua
destilada trasvasar cualitativamente a un
matraz de 250 ml, adicionar 5 ml H2SO4.
24. Titulación de la muestra
3. Titular con la disolución de KMnO4, siguiendo el procedimiento del experimento 2.
Titulación
Solución de KMnO4
Solución de la muestra
problema
5 ml de H2SO4
https://www.youtube.com/watch?v=raEX6vBSDbc
𝑉𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 10.5 𝑚𝑙
Video 4
25. Titulación de la muestra
Cálculo de la concentración de Fe (II)
𝐹𝑒(𝑎𝑐)
2+
+ 𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐)
1−
→ 2𝐹𝑒(𝑎𝑐)
3+
+ 𝑀𝑛(𝑎𝑐)
2+
10𝐹𝑒4(𝑎𝑐)
2−
+ 2𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐)
1−
+ 12𝐻(𝑎𝑐)
+
→ 10𝐹𝑒(𝑎𝑐)
3+
+ 2𝑀𝑛(𝑎𝑐)
2+
+ 6𝐻2𝑂(𝑙)
1. Balancear la ecuación química:
+2 +7 +3 +2
Oxidación
Reducción
10𝐹𝑒𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 2𝐾𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐) + 8𝐻2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) → 5𝐹𝑒2(𝑆04)3 𝑎𝑐 + 2𝑀𝑛𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 8𝐻2𝑂(𝑙) + 𝐾2𝑆𝑂4(𝑎𝑐)
26. Titulación de la muestra
Cálculo de la concentración de Fe (II)
2. Cálculo de las moles de KMnO4 que reaccionan:
M =
𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑉𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 (𝐿)
Donde:
M = Concentración molar (mol/L)
n = número de moles del soluto (g)
V = Volumen de la solución (L)
𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = [𝐾𝑀𝑛𝑂4]𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 × 𝑉𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜
𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0.0189
𝑚𝑜𝑙
𝐿
× 0.0105𝐿 = 1.98x10−4
mol KMnO4
27. Titulación de la muestra
Cálculo de la concentración de Fe (II)
3. Cálculo de la concentración de Fe(II) en la muestra:
= m 𝒈 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
𝟏𝟓𝟐 𝒈 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
𝒏 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒 𝟏𝟎 𝒎𝒐𝒍 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
𝟐 𝒎𝒐𝒍 𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒
10 mol 2 mol
Estequiometria
Masa molar
10𝐹𝑒𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 2𝐾𝑀𝑛𝑂4(𝑎𝑐) + 8𝐻2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) → 5𝐹𝑒2(𝑆04)3 𝑎𝑐 + 2𝑀𝑛𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 8𝐻2𝑂(𝑙) + 𝐾2𝑆𝑂4(𝑎𝑐)
= 0.151 𝒈 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
𝟏𝟓𝟐 𝒈 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
1. 𝟗𝟖𝒙𝟏𝟎−𝟒
𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒
𝟏𝟎 𝒎𝒐𝒍 𝑭𝒆𝑺𝑶𝟒
𝟐 𝒎𝒐𝒍 𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒
28. Titulación de la muestra
Cálculo de la concentración de Fe (II)
4. Cálculo del porcentaje en peso (%p/p) de FeSO4 en la muestra:
%Fe𝑆𝑂4 =
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝐹𝑒𝑆𝑂4 𝑔
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑔
× 100%
%Fe𝑆𝑂4 =
0.151 𝑔
0.2998
× 100% = 50.36%
29. Titulación de la muestra
Cuadro 4.3: Determinación del porcentaje de FeSO4 en la muestra:
Datos
Repeticiones
1 2
Concentración promedio de KMnO4
(mol/L)
Masa de la muestra (g) 0.2998 0.2001
Volumen gastado KMnO4 ( mL) 10.5 7.2
Masa FeSO4 (g) 0.151
Porcentaje en masa de FeSO4 en la
muestra (% m/m)
50.36
Promedio del % en masa de FeSO4
en la muestra (% m/m)
31. Apliquemos lo aprendido
El oxalato de sodio (Na2C2O4) se emplea como estándar primario para valorar soluciones de permanganato de potasio (KMnO4). La
reacción sigue la siguiente estequiometria:
2KMnO4(ac) + 5Na2C2O4(ac) + 8H2SO4(ac) → 2MnSO4(ac) + 10CO2(g) + K2SO4(ac) + 5Na2SO4(ac) + 8H2O
Calcular la concentración de una solución de KMnO4 si se usó 30.0 ml de esta solución en la valoración con 0.2010 g de Na2C2O4.
33. Integremos lo aprendido
• ¿Qué aprendimos hoy?
• ¿ Cuáles son las características de un patrón primario?
• ¿ Qué utilidad tienen las titulaciones?
• ¿ Qué es el punto final?
37. Referencias Bibliográficas
• Brown, T. (2014). Química de Brown para cursos con enfoque por competencias. Pearson
Educación https://grupoeducad-
my.sharepoint.com/:b:/g/personal/lsantacruz_cientifica_edu_pe/EUArZjLlWwBIh-
JwFsAAUqIBxZXhZklad9iCXNaUx8aE-A?e=Rmsf6K
• Goldsby, K. A. y Chang, R. (2017). Química (12a. ed.). McGraw-Hill España.
https://elibro.net.cientifica.remotexs.co/es/lc/ucsur/titulos/36611
Todos los esquemas y dibujos presentados en la PPT han sido extraídos de las
referencias bibliográficas y de la web solo con fines educativos
