GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: QUÍMICA A LA GOTA
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Descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno 4: Oxidación de tartratos 1

 

Estudio de un caso particular: Actuación redox del  Cu2+ como catalizador.

Aunque ya se ha estudiado la descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno, con iones Fe3+, Mn4+, y Cu2+. Se van a interpretar una serie de fenómenos secundarios que ocurren en la doble descomposición redox, del tartrato y del peróxido de hidrógeno.

Para ello se disponen como se costumbre, 3 gotas, en una caja petri, tal como se aprecia en la foto 1

Foto 1

Se unen las gotas de peróxido (10%) y tartrato en medio básico proporcionado por la hidrólisis de la sal (unos cristalitos disueltos en agua) como  se aprecia en la foto 2 observándose la producción de burbujas, debida  al desprendimiento de gases como  CO2, por oxidación del tartrato.

Foto 2

El proceso redox sería:

El proceso redox anterior no se realiza totalmente, sino a través de varios pasos sucesivos en los  que tartrato va perdiendo carbonos y formando dióxido de carbono

 

Sin embargo, al unir las gotas con la de sulfato de cobre(II), tal como se observa en la foto 3, 4, y 5 aumenta la producción de burbujas , de una manera apreciable de de forma muy rápida (la secuencia de las 3 fotos se realiza en 1 minuto), porque el Cu(II) cataliza la reacción, y las burbujas van creciendo

Foto 3

Foto 4

Foto 5

Según el proceso:
Pero el Cu2+, no sólo actúa como catalizador, aumentando la velocidad con que se producen las burbujas de gas, sino que tienen lugar un proceso redox simultáneo en el que se reduce a óxido de cobre(I), de color  amarillo, que con el azul del Cu(II), produce un color verdoso que se aprecia en  las fotos 6 y 7 (ampliaciones) .

Foto 6

Foto 7

Pero también y simultáneamente tiene lugar el proceso de descomposición del peróxido de hidrógeno, con producción de oxígeno, tal como se aprecia en las fotos 6 y  7, con dos tipos de burbujas gaseosas, las debidas al CO2 y las ocasionadas por el O2. En un momento determinado, se produce una acumulación de pequeñas burbujas, de O2, que prácticamente desplazan las de CO2 ( fotos 8 y 9)

Fig.8

La producción de oxígeno se paraliza por reacción del Cu(I) con el peróxido de hidrógeno que trae consigo que, se oxide  a Cu(II), y que aquél  forme agua sin descomponerse ya que actúa como oxidante, restaurándose el color azulado, según el proceso:

Foto 9

Por eso, finalmente van desapareciendo las burbujas pequeñas, quedando ocluidas las grandes, en una estructura coloidal formada por hidróxido de cobre(II) (fotos 10 y 11), y desapareciendo prácticamente las burbujas al cabo de 10 minutos (foto 11)

Foto 10

Foto 11