ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

REACCIÓN ENTRE EL PERMANGANATO POTÁSICO  Y AGUA OXIGENADA EN MEDIO ÁCIDO

1.         Permanganato potásico  con agua oxigenada al  6% en medio sulfúrico 6N

a)   Se unen las gotas formadas por los reaccionantes conforme lo explicado en la introducción al tema. 

b)    Aparece un coloración rosa-rojiza, y el desprendimiento característico de burbujas. Una posible interpretación de la aparición de estos colores (de las muchas que se pueden hacer),  de acuerdo con los diferentes potenciales de reducción (se debe tener en cuenta que las condiciones reales de la reacción tampoco son las normales), es  que se forma la sal de manganeso(III), por reducción del permanganato potásico, y se desprende oxígeno desde el agua oxigenada. El cambio de color desde púrpura a rojizo se debe a la mezcla de colores con el rosa.

foto 1

foto 2

foto 3

foto 4

c)  El proceso de formación del Mn(III), sería:

REDUC.   2KMnO₄  + 4SO₄ ^2- + 8e^-  + 16H⁺    =    Mn₂(SO₄)₃ + 8H₂O +2K⁺ + SO₄ ^2-   

E₀= 1,51V

OXIDAC:       4H₂O₂             -  8e-                           =          4O₂ + 8H⁺                                       

E₀= 0,68V

                                    __________________________________________________________

            2KMnO₄  +    4H₂O₂  + 4H₂SO₄                 Mn₂(SO₄)₃ +4O₂+8H₂O + K₂SO₄

           o en forma iónica

                        2MnO₄ ^-  +4H₂O₂ +8H₃O⁺                2Mn³⁺+4O₂ +16H₂O

Ahora bien el Mn³⁺, en medio ácido es inestable, y rápidamente desparece ya por desproporción en Mn⁴⁺ y Mn²⁺,  ya por por reducción a Mn²⁺, por acción de la propia agua oxigenada. Igualmente la presencia de Mn²⁺, cataliza la descomposición del agua oxigenada, aumentando el desprendimiento de oxígeno.

d) En  las fotografías (3 y 4) se observa como se va oscureciendo la tonalidad, aumentando la producción de burbujas, formándose un precipitado marrón y desapareciendo el color naranja.

 La formación del Mn²⁺ (con desaparición del Mn³⁺) y la aparición del MnO₂ (marrón oscuro), de acuerdo con lo ya mencionado se podría interpretar mediante los procesos:

REDUCC: 2KMnO₄ + 3SO₄ ^2-  + 16H⁺  +10e^- = 2MnSO₄+ 8H₂O+K₂SO₄ + 6SO₄ ^2-             

OXIDAC: 5H₂O₂                   - 10e-       =   5O₂ + 10H⁺                                                     ______________________________________________________________

       2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂O₂              2MnSO₄ +  8H₂O + K₂SO₄ + 5O₂

o en forma iónica

                        2MnO₄^- + 5H₂O₂  + 6H₃O⁺               5O₂ + 2Mn²⁺ + 14H₂O

Pero el Mn(II),  también cataliza la formación del MnO₂, a partir del KMnO₄, por lo que se producirá el precipitado marrón oscuro según el proceso:

                        2KMnO₄ +3MnSO₄ + 2H₂O                         5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

2.         Permanganato potásico con sulfato de manganeso(II) en medio neutro

Se sigue la técnica anterior obteniéndose esta sucesión de fotografías en 30 segundos: 

foto 5

foto 6

foto 7

foto 8

Por lo tanto la reacción que podrá justificar este hecho será:

REDUCC.           2KMnO₄  + 8HSO₄ ^-    + 6e^-          =  2MnO₂ + 4H₂O +2K⁺ + 8SO₄ ^2-  

OXIDAC.            3Mn²⁺   +  6H₂O  + 12SO₄ ^2- - 6e-  =  3MnO₂ + 12HSO₄ ^-                     

                 _______________________________________________________________

               2KMnO₄ + 3MnSO₄  +2H₂O + K₂SO₄               5MnO₂ + 4KHSO₄

o en forma iónica                                    

2MnO₄ ^-  +3Mn²⁺ +2H₂O + 4SO₄ ^2-                      5MnO₂  + 4HSO₄ ^-