Aulas Virtuales del IES Jorge Manrique

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Prácticas en el Laboratorio de Química


Reducción del permanganato por la sacarosa en medio básico

Conceptos

El permanganato de potasio, KMnO4, es una sustancia de gran poder oxidante. La sacarosa es un disacárido, con fórmula empírica  C12H22O11, compuesto por dos moléculas de monosacáridos unidas, una de glucosa y otra de fructosa. En  presencia de una base, una disolución, muy diluída en permanganato, y con  sacarosa en exceso,  forma un sistema de oxidación-reducción. Como los iones del manganeso están intensamente colororeados, en el proceso de oxidación de la glucosa y de reducción del permanganato hasta la forma estable final, aparecen colores vivos.

Reacciones químicas


MnO4-(aq)  e-   MnO42-(aq)  
  
( 1 )
MnO42-(aq)  +2H2O(l)   + 2e- MnO2(coloidal)  + 4OH-(2)
-C(H)OH-   +   2OH- -C(=O)-  + 2H2O(l)   + 2e- (3)

La reacción (1) es la reducción del ión permanganato que da como resultado el ión manganato. El ión permanganato es de intenso color púrpura y el ión manganato es verde.

La reacción (2) es la reducción en medio básico del ión manganato hasta el dióxido de manganeso, que se produce si hay un exceso de sacarosa. Este óxido es marrón. Como la disolución es muy diluída, aparece de color amarillo. Es insoluble en agua y en la reacción mostrada aquí aparece como un coloide. Si se deja en reposo durante 24 horas, el coloide precipita en el fondo de la vasija.

La reacción (3) muestra la reacción de oxidación en medio básico de los grupos alcohol de la glucosa hasta grupos cetona.

sacarosa

La reacción (3) resulta ser cinéticamente muy dependiente de la concentración de hidroxilos. Por eso, si se desea que la reacción ocurra rápidamente, es conveniente añadir una cantidad razonablemente alta de un hidróxido fuerte, como el hidróxido de sodio.

Materiales


1 vaso de precipitados de 1 L
3 vidrios de reloj
1 agitador magnético
1 imán agitador


Sustancias usadas


Productos utilizados Productos utilizados
Foto1. Sacarosa, permanganato de potasio e hidróxido de sodio. Foto2. Unos granos de permanganato (<0.01g), 6 g de sosa y 8 g de sacarosa, para 800 mL de agua.


Sacarosa
,C12H22O118g .

Hidróxido de sodio,NaOH2g . 

Permanganato de potasio, KMnO4,  unos granos (cantidad menor que 0.01g) .

Agua (del grifo) , 800 mL.

La imagen muestra los productos que su usarán en este experimento. Amplíe la imagen haciendo clic sobre ella.

.

Siga el proceso real efectuado en el Laboratorio mediante las fotografías y las explicaciones del texto.  Haga clic sobre las imágenes para ver una ampliación de la foto.

Advertencia de seguridad

El permaganato es un oxidante fuerte. Debe mantenerse alejado de combustibles de todo tipo, y de sustancias reductoras. Debe ser manejado con cuidado. En la cantidad utilizada aquí no representa ningún problema.

El hidróxido de sodio, o sosa cáustica, es irritante, y en contacto con humedad , puede provocar lesiones en la piel. Las disoluciones concentradas de sosa en agua desprenden calor y pueden provocar quemaduras.


Residuos

Dada la mínuscula cantidad de permanganato y de hidróxido de sodio utilizados, la disolución puede verterse en el sumidero, con abundante agua. 

Siga el proceso real efectuado en el Laboratorio mediante las fotografías y las explicaciones del texto.  Haga clic sobre las imágenes para ver una ampliación de la foto.

El experimento

Hecho el 8 de abril de 2008. 

1) Incluso la pequeña cantidad de permanganato de potasio usada es suficiente para colorear los 800 mL de agua usados en este experimento.


permanganato
2) Bajo el vaso de precipitados-vea la película más abajo-hay un agitador magnético. Inmediatamente tras añadir la sosa y la sacarosa-es perfectamente utilizable el azúcar de mesa refinado-comienzan los cambios de color sacarosa
3)  Esta animación está hecha con fotos tomadas a intervalos de tiempo regulares en el proceso, que duró aproximadamente 6 minutos. Observe los cambios de color.

experimento animación
3 ) Haga clic en la imagen para ver una película avi de 60s  que muestra  experimento. La película original duró casi 5 minutos. La que se ve aquí es una versión en cámara rápida. experimento


Secuencia de colores
purpura intensopurpura intenso azul oscuro azul claro verde jade verde claro verde amarillentoverde amarillento amarillo
púrpura, debido al
ión permanganato

MnO4-
...
verde, debido
 al
ión
manganato
MnO42-
..
marrón-amarillo, debido al
óxido  de manganeso(IV)
coloidal
MnO2

En la secuencia de colores se indican los iones y el óxido responsables de la coloración principal de la disolución.


Actividades

1) Vea y analice el desarrollo del experimento. Describa lo que sucede usando la terminología adecuada.

2) Explique 

2.1) por qué aparecen los colores púrpura, verde y amarillo.
2.2) por qué aparecen los colores intermedios (azul, azul verdoso, verde amarillento)

3) ¿Qué cree que sucedería si se añadiera unas gotas ácido y una sustancia reductora (azúcar) a la disolución púrpura inicial? Si no lo sabe, describa como haría el experimento.

Haga un ensayo de no más de 4 páginas y envíelo a su profesor por los métodos de las Aulas Virtuales.

Hecho por Juan María Fernández 
para las Aulas Virtuales del IES Jorge Manrique (Palencia/España)
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