GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE QUÍMICA
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Una reacción redox con cambios de color (tartrato+ agua oxigenada + sulfato de cobre)

 

Material

Agitador magnético

Vasos de precipitados

Probetas

Termómetro

Base y varilla soporte

Disolución de tartrato de sodio y potasio 1 M

Agua oxigenada de 10 volúmenes

Disolución de sulfato de cobre II, 1M

 

Introducción

En la revista Chem 13 News de Noviembre de 1997 apareció un pequeño trabajo  firmado por la profesora Marie C. Sherman en la que describía una reacción sumamente interesante  para realizarla como experimento de cátedra,  gracias a su vistosidad, aunque probablemente con un mecanismo bastante complejo y que  nosotros sepamos nadie  ha dado una  explicación completamente satisfactoria.

En algunos manuales de prácticas se cita una reacción parecida utilizando el cloruro de cobalto(II) en lugar del sulfato de cobre  produciéndose un cambio de color de rosa a verde y luego de nuevo rosa.

En la reacción  que nos ocupa, se añade a temperatura ambiente tartrato y agua oxigenada, mezcla que es incolora, a continuación se añade el  sulfato de  cobre produciéndose un color azul intenso. La reacción comienza a aumentar su temperatura y espontáneamente  comienza un cambio de color  que termina en un rojo intenso.

Al llegar a este punto se deja enfriar la mezcla y si se añaden unos cm3 de agua oxigenada  ocurre un nuevo cambio de color  y aparece un color   azul parecido al anterior. De forma espontánea la mezcla de reactivos  aumenta de nuevo su temperatura y  se produce un cambio de color, desaparece el azul y aparece de nuevo el rojo.

 

Este proceso se puede realizar varias veces.

Se puede empezar la demostración a una temperatura ambiente pero los cambios son lentos, recomendamos calentar inicialmente la mezcla de tartrato y agua oxigenada a unos   30 º  C. Si se calienta a mayor temperatura la reacción es demasiado violenta y el desprendimiento de gases es tan rápido que  normalmente el contenido del vaso se desborda.

El profesor debe ensayar previamente y calcular la temperatura a la que debe calentar los reactivos en función del tiempo que desee que se produzcan los cambios de color.

 

 

Secuencia del proceso

ALMACÉN

Determinación de la masa molar del oxígeno

Aproximación al Número de Avogadro

Valoración conductimétrica

Determinación del número de moléculas de agua de cristalización de una sal

Cinética de la reacción del ión tiosulfato en medio ácido

Punto de congelación de una mezcla de naftaleno y paradiclorobenceno

Calor de neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte

Cinética de la reacción entre los iones peroxodisulfato y los iones yoduro

Valoración de halogenuros

Estequiometría de la reacción entre el ácido clorhídrico y el mármol

Estequiometría de la reacción entre el yoduro potásico y el nitrato de plomo(II)

La botella fumadora

Cinética química de la reacción entre los iones yodato e hidrógenosulfito

Lluvia de oro

Iniciación a las masas relativas y al mol

Equilibrio químico

Reacciones oscilantes I

Reacciones oscilantes II

Foto 1

En esta fotografía la probeta 1 contiene 60 mL de la disolución de tartrato de sodio y potasio y las numeradas con 2, cada una contiene  40 mL de agua oxigenada de 10 volúmenes. El vaso pequeño contiene 20 gotas de la disolución  de sulfato de cobre (II). El termómetro indica una temperatura de unos 24 ºC. El agitador no es imprescindible. Si se usa, la agitación la debe de ser suave y si no se dispone de él la reacción se verifica también sin ningún problema.

 

Foto 2

Sobre el vaso grande de precipitados se ha añadido  la disolución de tartrato y el agua oxigenada. Las probetas 1 y  la 2 que está junto a ella están vacías. La mezcla de los reactivos es incolora. La temperatura es de aproximadamente 24ºC

Foto 3

Sobre la mezcla de tartrato y agua oxigenada se ha añadido el sulfato de cobre. La mezcla se torna de color azul intenso, la temperatura es de  aproximadamente  24ºC.

Foto 4

Transcurridos unos minutos de forma espontánea la temperatura de la mezcla aumenta. La fotografía indica unos 50ºC, los reactivos del vaso de precipitados siguen con su color azul intenso.

Foto 5

Transcurridos unos segundos de la anterior fotografía se produce un cambio de color y la temperatura alcanza un poco más de 60

Foto 6

Poco tiempo después de la anterior fotografía el color se estabiliza en un rojo intenso, sin que varíe la temperatura. A partir de aquí dejamos enfriar la mezcla hasta unos 55ºC.

Foto 7

Cuando la temperatura es de  unos 55ºC se añaden   14 mL de agua oxigenada de la que está contenida en la probeta 2  del centro y de inmediato comienza un cambio de color que finaliza como indica la fotografía 8

Foto 8

Ya se ha producido el cambio de color y aparece de nuevo el azul intenso. Al cabo de un cierto tiempo empieza a producirse un cambio de color que termina como indica la fotografía 9.

Foto 9

Poco después de hacer la fotografía 8, se produce un cambio de color de azul a rojo. Si ahora añadimos unos mililitros  de agua oxigenada el color cambia de nuevo al azul  como se ve en la fotografía 10.

Foto 10

La secuencia puede repetirse añadiendo agua oxigenada. Cuantos más cambios se hagan, los colores son menos definidos, hasta que a pesar de añadir el agua oxigenada ya no se producen cambios.