Reacción entre permanganato de potasio y peróxido de hidrógeno
¿Qué es una reacción redox?
Una reacción redox es aquella en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación. Se compone de dos semirreacciones: una de reducción y otra de oxidación (de ahí su nombre). Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber:
-
Un agente oxidante que tiende a captar los electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.
-
Un agente reductor que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.
¿Cuál es el objetivo de la práctica?
Con este experimento pretendemos enseñar al alumnado de 4º cómo es una reacción redox y cómo puede observarse la producción de gas de una reacción, además de enseñarles cómo se trabaja en el laboratorio.
La reacción de KMnO4 con H2O2
Esta reacción es una reacción redox muy visual en la que se combinan permanganato de potasio (KMnO4), que actúa como agente oxidante, y peróxido de hidrógeno (H2O2), más conocido como agua oxigenada, que actúa como reductor. La ecuación química de la reacción es la siguiente:
2KMnO4 (aq) + 3H2O2 (aq) → 3O2 (g) + 2MnO2 (s) ⬇ + 2KOH (aq) + 2H2O (l)
Como se puede observar, en esta reacción se produce como residuo oxígeno gas. Se puede usar un globo para observar la producción de gas o atraparlo usando jabón.
¿Cómo se debe realizar esta práctica?
MATERIAL INSTRUMENTAL:
-
Campana extractora
-
Balanza de precisión
-
Vidrio de reloj
-
2 vasos de precipitados de 250 mL
-
Probeta de 100 mL
-
Varilla de vidrio
-
Probeta de 25 mL
-
Matraz erlenmeyer de 250 mL
-
Globo de plástico
PRODUCTOS:
-
10 g Permanganato de potasio
-
40 mL de agua oxigenada al 30% en masa
-
Jabón de manos
MEDIDAS DE SEGURIDAD:
-
Todo el procedimiento experimental se debe realizar en la campana de extracción, para prevenir los peligros que las sustancias químicas puedan provocar.
-
Hay que usar guantes durante todo el proceso y, en el momento de poner el H2O2 en contacto con el KMnO4, se deben llevar gafas protectoras.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
-
Se miden 5 g de permanganato de potasio en el vidrio de reloj con la balanza, y se miden 100 mL de agua destilada en la probeta de 100 mL.
-
Mezclamos ambos componentes en el vaso de precipitados con la varilla y lo vertemos en el matraz erlenmeyer.
-
Se miden 5 mL de agua oxigenada (de manera que esté en exceso) con la probeta de 25 mL.
-
Con mucha precaución y rapidez, se vierte el agua oxigenada en el matraz erlenmeyer y se coloca el globo en la parte superior.
-
Para la segunda experimentación, se deben repetir los pasos 1, 2 y 3. A continuación, se echan dos dosis de jabón de manos en el matraz erlenmeyer y se mezcla con la varilla de vidrio.
-
Seguidamente, se vierte con mucho cuidado el agua oxigenada en el erlenmeyer y se aparta la mano.
¿Qué resultados se deben obtener?
Respecto a la primera realización de la reacción, se debe observar cómo el globo se hincha debido a la generación de gas (O2). Además, puesto que la reacción es exotérmica, el alumnado podrá tocar con guantes el erlenmeyer para notar el aumento de temperatura. También podemos observar el cambio de colores de los reactivos, ya que del tono morado de la disolución de permanganato de potasio hemos pasado a una disolución más oscura de KOH y MnO2. Si esperamos, veremos como el óxido de manganeso precipita al fondo del erlenmeyer, y como el agua se vuelve transparente, al quedar únicamente disuelto el KOH.
En cuanto a la segunda experiencia, la adición del jabón de manos permitirá al alumnado observar la producción de gas de una manera muy visual y divertida. También con guantes, pueden tocar la espuma obtenida, que contiene en su mayoría el jabón y el O2. Al igual que en el primer experimento, observaremos un gran cambio en el color de las sustancias.
Figura 1: resultado de la reacción sin jabón
