Descomposicion catalitica del peroxido de hidrogeno

Universidad de Tarapacá Arica
Facultad de ciencias
Departamento de química

Descomposición catalítica del peróxido de hidrogeno



Introducción

Objetivos

-Determinar el orden de reacción de la descomposición del peróxido de hidrogeno.
-Realizar una analogía y un estudio de la presencia y ausencia decatalizadores en la reacción.

Desarrollo

• Materiales

-1 pisceta
-2 Matraces Erlenmeyer
- Baño termoregulado
- 1 Bureta de 25 mL
- 1 Pipeta de aforo de 4 mL

• Reactivos

-Solución de KMnO4 0,02 M
-Solución de H2SO4 2M
-Solución de FeCl3 (0,05 M en FeCl3 y 0,4 M en HCl)
-Solución de FeCl3 y CuCl2 (0,05 M en FeCl3, 0,005 M CuCl2 y 0,4 M HCl)
-Solución al 0,6% (2Vol) de H2O2recientemente preparada.

Parte experimental:

- Colocar todas las soluciones en el baño termoregulado a 25 ºC durante 30 min.
- Colocar en un matraz Erlenmeyer 75 mL de la solución de peróxido, añadir 15 mL de agua y luego colóquelo en baño termoregulado
- Retirar inmediatamente 5 mL de la solución y colóquelo en un matraz Erlenmeyer que contenga ácido sulfúrico diluido (tiempo=0)- Valorar con la solución de permanganato de potasio.
- Al cabo de 1 h, 2h, 3h y 4h retirar otras tantas fracciones de 5 mL y repetir las valoraciones anteriores para determinar las cantidades de peroxido que quedan sin transformar en cada momento.
- Llevar a cabo la misma secuencia de operaciones empleando una mezcla de 75 mL de peróxido y 15 mL de la solución de cloruro férrico. Alcabo de 0,1, 2, 3 y 4 horas, retirar fracciones de 5 mL y valorarlas
- Repetir la experiencia anterior con una mezcla que contiene 75 mL de peróxido y 15 mL de la solución de cloruro férrico + cloruro cúprico

Cálculos y Resultados

Se realiza una valoración del peróxido cada 20 minutos con una solución de permanganato de potasio, produciéndose una reacción de oxido-reducción, la cualindica su punto final al observarse un ligero cambio de color (púrpura), actuando el permanganato como agente oxidante y el peróxido como reductor, lo que se puede observar mediante la siguiente reacción:

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

Tabla nº 1: Volúmenes gastados de KMnO4 en presencia y ausencia de catalizadores a diferentes tiempos (min).|Tiempo [min] |Vol. NaOH ml |Vol. NaOH mL |Vol. NaOH mL |
| |(H2O2 + H2O) |(H2O2 +FeCl3 ) |(H2O2+FeCl3/CuCl2) |
|0 |23,3 |9,2 |6|
|20 |23 |5,9 |3,5 |
|40 |22,8 |4,0 |2,5 |
|60 |21,9 |3,2|2,0 |
|80 |22 |2,6 |1,8 |
|100 |22 |2,1 |1,3 |

• Mediante la ecuación de dilución se puede obtener laconcentracion de peróxido presente:

Conc. MnO4- x Vol. de gasto = Conc. H2O2 x Vol. alícuota

Concentración de H2O2 = Concentración MnO4- x Volumen de gasto
Volumen alícuota

[MnO4- ]: 0,02 mol/L ( 0,02 mmol/mL
Volumen alícuota H2O2 : 5,00 mL

Tabla 2.- Concentraciones molares de peróxido de hidrógeno calculadas a diferentes tiempos.

|Tiempo...