Reacciones de óxido-reducción, precipitación y neutralización

Objetivo

• Demostrar los principios teóricos de oxidorreducción, precipitación y neutralización por cambios de color a partir de una reacción química.
• Propiciar el razonamiento analítico para deducir los mecanismos de reacción a partir de los cambios observados.

Introducción

Un aspecto importante de la química es entender cómo reaccionan los compuestos y qué productos se forman. Las propiedades químicas de los elementos y sus compuestos determinan las transformaciones que pueden sufrir cuando las sustancias reaccionan. Existen tres principales grupos de reacciones que se producen en disolución acuosa: óxido-reducción, neutralización y precipitación. En este experimento se utiliza una reacción colorida que engloba los tres tipos de reacción y por medio de los cambios de color se explican los mecanismos de reacción de cada una de ellas.

Preguntas generadoras

• Indicar las diferencias básicas entre los diferentes tipos de reacción.

Procedimiento

Se preparan disoluciones de colores diferentes según la siguiente indicación:

Experimento 1

• Preparar las disoluciones negra y rosa.
• Mezclar 3 mL de cada disolución en un vaso de precipitados de 25 mL y observar los cambios.

a) Disolución negra. En un matraz erlenmeyer de 25 mL mezclar 10 mL de agua destilada, 0.1 mL de KMnO₄ 0.02 M, 3 mL de H₂SO₄ 3 M, 1 mL de KI % y 2 gotas de almidón al 1 %.

b) Disolución Rosa. En un matraz erlenmeyer de 25 mL mezclar 10 mL de agua destilada, 0.3 mL de Na₂S₂O₃ 0.10 M., 0.1 mL de BaCl₂ 0.10 M, 0.1 mL de NaOH 5 M y cuatro gotas de fenolftaleína.

Experimento 2

• Preparar las disoluciones amarilla, negra, rosa y la suspención blanca.
• Tomar dos mL de cada disolución y colocarla en un tubo de ensaye por separado cada una.
• Verter las cuatro disoluciones al mismo tiempo en un vaso de precipitado de 50 mL.
• Observar los cambios.

a) Disolución amarilla. Mezclar 10 mL de agua destilada, 0.1 mL de KMnO₄ 0.02 M, 3 mL de
H₂SO₄ 3 M, 1 mL de KI al 10 %.

b) Disolución negra. Mezclar 10 mL de agua destilada, 0.1 mL de KMnO₄ 0.02 M, 3 mL de
H₂SO₄.

c) Disolución rosa. Mezclar 10 mL de agua destilada, 0.3 mL de Na₂S₂O₃ 0.10 M, 0.05 mL de NaOH 5 M y 5 gotas de fenolftaleína.

d) Suspensión blanca. Mezclar 10 mL de una disolución saturada de MgSO₄ con la cantidad suficiente de NH₄OH 5 M hasta formar un precipitado blanco.

Cuestionario

1. Explicar detalladamente utilizando un mecanismo de reacción los cambios observados al mezclar las disoluciones rosa y negra. 

2. Indicar a qué  sustancia se debe el color de las disoluciones rosa y negra.

3. Explicar detalladamente utilizando un mecanismo de reacción los cambios observados en el experimento 2.

4. Identificar los tipos de reacción realizados en los experimentos.