Titulación redox con permanganato
En una titulación (o valoración) se agrega poco a poco, con una bureta, una disolución de concentración conocida hasta que reacciona por completo con la sustancia que se quiere medir. En las titulaciones ácido-base la reacción es una neutralización. En las titulaciones redox es una transferencia de electrones, y el permanganato de potasio es el reactivo más clásico.
Por qué el permanganato es tan práctico
El ion permanganato, MnO4−, tiene un color morado intenso. En medio ácido se reduce a Mn2+, que es casi incoloro. Mientras haya hierro(II) en el matraz, cada gota de permanganato se decolora al instante. En cuanto se acaba el hierro, la primera gota que sobra tiñe toda la disolución de un rosa pálido que persiste: ese es el punto final. El permanganato es su propio indicador.
La ecuación balanceada
En medio ácido (se suele agregar ácido sulfúrico), por el método ion-electrón:
- Reducción: MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O
- Oxidación: Fe2+ → Fe3+ + e− (multiplicada por 5)
MnO4− + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
La relación clave es 1 mol de permanganato por cada 5 mol de hierro(II). Si la olvidas y usas 1 : 1, como en una neutralización de HCl con NaOH, el resultado sale cinco veces menor.
Ejemplo 1: concentración de una disolución de hierro
Se titulan 25.00 mL de una disolución de Fe2+ y se gastan 18.40 mL de KMnO4 0.0200 M. ¿Cuál es la concentración de hierro?
- Moles de permanganato: 0.01840 L × 0.0200 mol/L = 3.680 × 10−4 mol
- Moles de Fe2+: 3.680 × 10−4 × 5 = 1.840 × 10−3 mol
- Concentración: 1.840 × 10−3 mol ÷ 0.02500 L = 0.0736 M
Ejemplo 2: hierro en un suplemento
Una tableta de un suplemento de hierro se disuelve en ácido y toda la disolución se titula con el mismo permanganato 0.0200 M. Si se gastan 18.40 mL, la tableta contenía 1.840 × 10−3 mol de Fe, esto es, 1.840 × 10−3 × 55.845 = 0.103 g = 103 mg de hierro. Es el tipo de análisis que se hace en control de calidad para comprobar que el producto contiene lo que dice la etiqueta.
La fórmula rápida y por qué no conviene memorizarla
Algunos libros resumen todo en C1V1/a = C2V2/b, donde a y b son los coeficientes de la ecuación. Funciona, pero es fácil poner los coeficientes al revés. Es más seguro hacer los tres pasos: moles del titulante, relación molar, concentración o masa de lo que buscas. Es exactamente la misma cadena de cualquier problema de estequiometría.
Normalizar el permanganato
El permanganato no se puede pesar con exactitud para preparar una disolución de concentración exacta: siempre trae algo de MnO2 y se descompone lentamente con la luz. Por eso primero se normaliza, es decir, se titula contra un patrón primario, como el oxalato de sodio, que sí es puro y estable:
2MnO4− + 5C2O42− + 16H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
Aquí la relación es 2 : 5. Con la concentración exacta del permanganato ya se pueden analizar las muestras.
Otras titulaciones redox comunes
- Dicromatometría: con dicromato de potasio, más estable que el permanganato; necesita un indicador.
- Yodometría: se libera yodo y se titula con tiosulfato de sodio, usando almidón como indicador. Sirve para medir el cloro de los blanqueadores.
- Agua oxigenada con permanganato: 2MnO4− + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O.
Balancea cualquier reacción de titulación con cargas
Balanceador de ecuaciones