ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

  
sección: QUÍMICA A LA GOTA
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1) PERMANGANATO CON SULFITO SÓDICO EN MEDIO BÁSICO

Se disponen las gotas de permanganato potásico con  sulfito sódico(s) en medio básico (KOH 6N)

Se repite el proceso de anteriores prácticas,  obteniéndose la siguiente sucesión fotográfica en el intervalo de 1 minuto.
                                                                                 

foto 1

        

foto 2

  
                                       

foto 4

  

foto 3

  

Parece evidente la formación rápida de manganato verde y la aparición final  de un precipitado marrón oscuro de dióxido de manganeso y pequeños copos más claros de hidróxido de manganeso(II) al agregarse unas gotas de agua destilada para aumentar la extensión de la gota, lo que permitirá diferenciar las zonas reactivas.

Los posibles procesos químicos que justificarían la aparición de los colores que se aprecian, serían:

REDUCC.      2KMnO4 +2K+  +2e- =          2K2MnO4                       

OXIDAC:       Na2SO3 + 2OH-   -2e-   =          Na2SO4 + H2O          

__________________________________________________________

           2KMnO4 +2KOH +Na2SO3      2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

  E0=0,56V 
E0=-0,93V
             
           
púrpura
                      
verde
              
También podría formarse finalmente un precipitado marrón claro, de hidróxido de manganeso(III) o de oxohidróxido de manganeso(III), por oxidación del hidróxido de manganeso(II), con el propio oxígeno disuelto en el agua. También debe recordarse que a pH>10,83, el permanganato se reduce a manganato, con el agua de la disolución, produciéndose oxígeno, por eso la gota de KOH no se puede echar directamente sobre la gota de permanganato.

2) Permanganato con sulfito sódico 2%, en medio fuertemente básico (KOH 50%).

La sucesión fotográfica sería la dada, teniendo en cuenta que la última fotografía se realizó varias horas más tarde.
                                                                                 

foto 1

  

foto 2

foto 4

foto 3

foto 5

  

En la primera fotografía se observa la aparición del hipomanganato azul diferente de la tercera fotografía en la que surge el tono verdoso procedente del manganato, que al cabo de algún tiempo va reduciéndose a los hidróxidos de manganeso responsables del  color de la última fotografía. En las dos primeras fotografías se aprecian pequeñas burbujas absorbidas en el  medio especialmente viscoso; deberá ser el oxígeno procedente de la oxidación de los OH- del medio.

 Según eso los procesos propuestos ( de los muchos posibles) para justificar lo que se ve,  serían:

REDUCC:      2MnO4 - +4e- =           2MnO4 3-                                 

OXIDAC:       4OH-  - 4e      =          O2 + 2H2O                

     _________________________________________

               2KMnO4 +4KOH         2K3MnO4 + O2 + 2H2O

 EB= 0,417V
     

EB= -0,4V      pH muy alto
                               
               
púrpura 
    
azul
                                  
y en forma iónica:
2MnO4 - +4OH-         2MnO4  3- + O2 + 2H2O
         
                                             

Debe tenerse en cuenta que el hipomanganato es muy inestable, y a temperatura superior a 10ºC, se desproporciona en Mn6+ y Mn4+, por eso para inciar esta reacción hay que tener previamente los reactivos en la nevera, o incluir hielo en la  caja petri (aún así el color azul sólo dura pocos segundos).

También se podría producir:
                                                                       
       

REDUCC.      2KMnO4 +2Na+  +2e-            =          2K2MnO4                  

OXIDAC:       Na2SO3 + 2OH-   -2e-           =          Na2SO4 + H2O

          _____________________________________________________________

            2KMnO4 +2KOH +Na2SO3          2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

     
             
púrpura
                    
verde
                    
E igualmente el manganato verde oxidaría al OH-, según el proceso:
 

REDUCC:      2MnO4 2- + 4H2O+4e- =        2MnO2  + 8OH-               

OXIDAC:       4OH-  - 4e               = O2 + 2H2O                                        _________________________________________________

                2K2MnO4 +2H2O         2MnO2 + O2 + 4KOH

 EB=0,6V
  EB= -0,4Va pH muy alto    
                         
           
verde
     marrón oscuro                                  
o en forma iónica:
 

2MnO4 2- +2H2O   2MnO2   + O2 + 4OH-

  
                                                 
La formación del hidróxido de manganeso(II) ( precipitado de color crema claro), por reducción del manganato potásico verde, podría tener lugar siguiendo el siguiente proceso:

REDUCC:      MnO4 2- + 4H2O + 4e-           =          Mn2+  + 8OH-                     

OXIDAC:       2Na2SO3 + 4OH-   -4e-         =          2Na2SO4 + 2H2O      

          ________________________________________________________

             K2MnO4 + 2Na2SO3 + 2H2O      Mn (OH)2 + 2Na2SO4  + 2KOH

   EB= 0,275V  
  EB= -0,93V  
           
         
verde
                    
crema
                              
o en forma iónica:  
 

MnO4 2- + 2SO3 2-+ 2H2O     Mn2+   + 2SO4 2-+ 4OH-

  
NOTA: Los potenciales de reducción que se incluyen pueden variar a pH muy elevado.