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Este documento proporciona una introducción completa a la volumetría redox, una técnica analítica fundamental en química. Se explora la curva de valoración, el punto de equivalencia, el efecto del medio, la detección del punto final, los agentes oxidantes y reductores, y las determinaciones directas y por retroceso. El documento también incluye ejemplos de disoluciones patrón oxidantes y reductoras, como el permanganato de potasio y el tiosulfato de sodio.
Tipo: Monografías, Ensayos
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Dedico este trabajo a Dios por ser nuestra fortaleza y quien guía nuestro camino, a nuestros padres por habernos brindado todo su apoyo muy importante para realizar este trabajo.
In oxidation-reduction volumetrics, the titration curve represents the variation of the potential as a function of the volume of titrant added. The choice of appropriate titrants to be used in volumetric redox methods is by no means trivial. When a given valuation is planned, the valuation agent must meet certain requirements. They are expressed within the following characteristics that the oxidation-reduction reaction must possess: ▪Complete: the oxidant or reducer must be strong enough for the reaction with the analyte to be complete. ▪Unique: the oxidant or reducer must not be so energetic that it can react with any of the components of the solution being titrated, except with the analyte. Some very strong oxidants can attack the solvent, which is usually water. For the jump in the vicinity of the equivalent point to be well defined, the potential difference between the analyte and titrant reactions must be at least 0.2V. ▪Fast: The reaction must occur at a convenient speed. Redox reactions are generally slow, so they must be worked hot or in the presence of catalysts to increase the reaction rate. ▪Final point: a technique must be available that allows determining when the reaction between the analyte and the titrant has been completed. Keywords : Titration curve, Analyte, Oxidation-reduction, Equivalence point.
Una valoración redox (también llamada volumetría redox, titulación redox o valoración de oxidación-reducción) es una técnica o método analítico muy usada, que permite conocer la concentración de una disolución de una sustancia que pueda actuar como oxidante o reductor. Es un tipo de valoración basada en una reacción redox entre el analito (la sustancia cuya concentración queremos conocer) y la sustancia valorante. El nombre volumetría hace referencia a la medida del volumen de las disoluciones empleadas, que nos permite calcular la concentración buscada. En una valoración redox a veces es necesario el uso de un indicador redox que sufra un cambio de color y/o de un potenciómetro para conocer el punto de equivalencia o punto final. En otros casos las propias sustancias que intervienen experimentan un cambio de color que permite saber cuándo se ha alcanzado ese punto de equivalencia entre el número de moles de oxidante y de reductor, como ocurre en las iodometrías o permanganometrías.
La curva de valoración en una titulación química representa la variación de una propiedad física o química en función del volumen de titulante añadido. Esta curva suele mostrar un cambio brusco en la propiedad medida en el punto de equivalencia, donde la cantidad de titulante añadido es exactamente estequiométrica con la cantidad de analito presente en la muestra. En la curva de valoración, se observan diferentes regiones, como la región de arranque, donde la propiedad medida apenas cambia; la región de ascenso rápido, donde se acerca al punto de equivalencia; y la región de inflexión, que corresponde al punto de equivalencia donde se produce un cambio brusco en la propiedad medida. La forma de la curva de valoración puede variar dependiendo de la naturaleza de la reacción química, la estequiometría de la titulación y la presencia de indicadores de pH u otros indicadores de punto final. La interpretación de la curva de valoración es fundamental para determinar con precisión la concentración del analito en la muestra y para identificar el punto de equivalencia de la titulación. 1.1 Curva simétrica En una titulación redox equilibrada y precisa, la curva de valoración puede exhibir una simetría alrededor del punto de equivalencia. Esto significa que la forma de la curva antes y después del punto de equivalencia es similar, reflejando una reacción redox balanceada y una estequiometría adecuada entre el titulante y el analito en la muestra. 1.2 Punto de equivalencia El punto de equivalencia en una titulación redox es el punto en la curva de valoración donde la cantidad de sustancia oxidante es igual a la cantidad de sustancia reductora en la
inflexión y la forma general de la curva. Por ejemplo, cambios en el pH pueden alterar la velocidad de la reacción redox, afectando la rapidez con la que se alcanza el punto de equivalencia.
La detección del punto final en una reacción volumétrica, como una titulación, es crucial para determinar con precisión el punto en el que se ha completado la reacción química. En una titulación, el punto final se identifica mediante un cambio observable en una propiedad física o química de la solución, indicando que la cantidad estequiométrica de reactivo ha sido añadida. En una titulación, la detección del punto final puede lograrse de varias formas, dependiendo de la naturaleza de la reacción y de los indicadores utilizados. Algunos métodos comunes de detección del punto final incluyen: 3.1. Indicadores de pH: En titulaciones ácido-base, se utilizan indicadores de pH que cambian de color en función del pH de la solución. El punto final se identifica cuando se observa un cambio de color característico en la solución, indicando q ue se ha alcanzado el punto de equivalencia. 3.2. Indicadores Redox: En titulaciones redox, se pueden emplear indicadores redox que cambian de color en presencia de ciertas especies químicas, como el permanganato de potasio en una titulación de un agente reductor. 3.
. Potencio metría: La Indicador n o EIn Color Red Color Oxi Azul de metileno 2 0.53 Incoloro azul Difenilamina 2 0.76 incoloro violeta Acido p-difenilamino sulfónico 2 0.85 incoloro rojo-violeta Ferroína 1 1.06 rojo azul pálido 5-nitroferroína 1 1.25 rojo azul pálido
potenciometría es una técnica que mide el potencial eléctrico de la solución durante la titulación. El punto final se detecta mediante un cambio brusco en el potencial, indicando la finalización de la reacción.
El error de valoración en una reacción volumétrica se refiere a la discrepancia entre el volumen real de la solución titulante requerida para alcanzar el punto de equivalencia y el volumen medido experimentalmente. Este error puede deberse a diversas fuentes, como errores de medición, errores en la preparación de las soluciones, reacciones secundarias o factores externos que afectan la titulación. Puede surgir por diferentes motivos, como la falta de precisión en la medición del volumen de la solución titulante, la presencia de impurezas en las soluciones, la incorrecta estequiometría de la reacción redox, la presencia de reacciones secundarias que afectan el resultado, entre otros factores.
La volumetría redox, también conocida como titulación redox, es una técnica analítica ampliamente utilizada en química para determinar la concentración de especies químicas oxidantes o reductoras en una muestra. Esta técnica se basa en la transferencia de electrones entre las especies químicas en reacción y se utiliza en una variedad de aplicaciones en diversos campos científicos y tecnológicos. 5.1 Disoluciones patrón oxidante En una titulación redox, la disolución patrón oxidante se añade gradualmente a la muestra que contiene el agente reductor, y el punto de equivalencia se determina cuando la cantidad estequiométrica de oxidante ha reaccionado con el agente reductor presente en la muestra. La
Algunas disoluciones patrón reductoras comunes utilizadas en titulaciones redox incluyen:
o Oxidantes : peroxidisulfato amónico y H 2 O 2 , en ambos casos el exceso se elimina hirviendo. 5.4 Determinaciones mediante valoraciones directas Las determinaciones mediante valoraciones directas son un método común en la química analítica para determinar la concentración de una sustancia en una muestra mediante la adición directa de un reactivo de concentración conocida. Este enfoque implica la medición del volumen del reactivo estándar necesario para reaccionar completamente con la sustancia de interés en la muestra, lo que permite calcular la concentración de la sustancia analizada. 5.5 Determinaciones mediante valoraciones por retroceso Valoraciones por retroceso, también conocidas como valoraciones por retrogradación, son un método analítico en el que se mide la cantidad de reactivo en exceso después de que se ha completado la reacción entre el analito y el reactivo estándar. Este enfoque se utiliza para determinar la concentración de una sustancia en una muestra mediante la medición del exceso de reactivo que no ha reaccionado. 5.6 Determinaciones indirectas Las valoraciones indirectas son un método analítico en el que la concentración de una sustancia en una muestra se determina a partir de una reacción secundaria que produce un producto medible. En este enfoque, la cantidad de la sustancia de interés se calcula en función de la cantidad de reactivo estándar que reacciona en la reacción secundaria. En las valoraciones indirectas, la sustancia de interés en la muestra no reacciona directamente con el reactivo estándar, sino que participa en una reacción secundaria que genera un producto que se puede medir cuantitativamente. La cantidad de la sustancia de interés se determina a partir de la relación estequiométrica entre la sustancia analizada y el producto de la reacción secundaria.
En todas las reacciones REDOX siempre hay por lo menos una oxidación y una reducción, no puede existir una sin la otra, ya que mientras un “ente químico” está donando electrones (agente reductor) el otro está aceptando dichos electrones (agente oxidante), por tanto, el agente reductor se está oxidando y el agente oxidante se está reduciendo. Las reducciones y oxidaciones dan lugar a varios tipos de reacciones dependiendo de la naturaleza de los elementos, compuestos ó iones implicados en esto, así como, otras condiciones en el medio, citando por ejemplo la temperatura, el pH, el potencial electroquímico, etc. Un ejemplo de estas reacciones puede ser la formación de óxidos por interacción de oxígeno con metales o no metales. El potencial en las reacciones REDOX es de suma importancia ya que con este y la ecuación de Nernst podemos hacer una gráfica y predecir el comportamiento redox o simplemente interpretar de manera fácil el producto de una valoración.
Alma Rosa García Ríos. Apunte de Análisis III. Facultad de Q.F.B.U.M.S.N.H. Páginas de Consulta: 36-46. C. Mongay, V. Cerdà. Introducción a la Química Analítica. Palma: Universitat de les Illes Balears, 2004. Gary, C. (2009). Química Analítica (6.a ed.). McGraw-Hill Education. Gilbert H. Ayres. ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO. Segunda Edición. Ed. Harla. México 1970. Páginas de Consulta: 376-447. M. Kolthoff, E. B. Sandell, E. J. Meehan, S. Bruckenstein. Análisis Químico Cuantitativo. 6ª edición. Buenos Aires: Nigar, 1985. Skoog, D., & West, D. (2015). Fundamentos de Química Analítica (9.a ed.). Cengage Learning
