QuímicaMedioCuestión · 2 pts

Ajuste redox y estequiometríaSelectividad (PAU) · País Vasco 2026 · Junio

País Vasco · 2026 · Junio
Enunciado
En una farmacia se recibe un lote de disoluciones antisépticas que contienen peróxido de hidrógeno. Para verificar su concentración, la farmacéutica realiza una permanganometría tomando una muestra de 2,0 mL de la solución antiséptica y diluyéndola con agua hasta los 50 mL. Para la valoración utiliza una disolución acuosa acidificada de permanganato de potasio 0,02 M. La reacción que tiene lugar en la valoración es la siguiente:2 KMnO4(aq)+5 H2O2(aq)+3 H2SO4(aq)→2 MnSO4(aq)+5 O2(g)+8 H2O(l)+K2SO4(aq)2\,\text{KMnO}_4(aq) + 5\,\text{H}_2\text{O}_2(aq) + 3\,\text{H}_2\text{SO}_4(aq) \rightarrow 2\,\text{MnSO}_4(aq) + 5\,\text{O}_2(g) + 8\,\text{H}_2\text{O}(l) + \text{K}_2\text{SO}_4(aq)a) Explicar el procedimiento experimental para realizar esta valoración, e indicar el material de laboratorio necesario. Completar la explicación con un esquema del montaje. (1 punto)

b) Si en el punto de equivalencia se han consumido 18,5 mL de la disolución de KMnO₄, calcular la concentración de peróxido de hidrógeno en la disolución antiséptica original, expresando el resultado en % en masa (m/m). Considerar que la densidad de la solución antiséptica es de 1,01 g/mL. (0,5 puntos)

c) Indicar cómo se detecta visualmente el punto final de esta valoración y explicar por qué no es necesario añadir un indicador externo. (0,5 puntos)

Datos (de la tabla del examen): masas atómicas: H = 1,0; O = 16,0.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
a) Bureta con KMnO₄ en un soporte, sobre un erlenmeyer con la muestra diluida y acidificada; se añade agitando hasta color rosa persistente (bureta, soporte, pipeta aforada, matraz aforado de 50 mL, erlenmeyer, vasos y embudo).

b) 9,25⋅10−49{,}25\cdot 10^{-4} mol de H₂O₂ (0,0315 g) en 2,02 g de muestra: 1,56 % en masa.

c) Aparece un color rosa pálido persistente; el MnO₄⁻ es autoindicador (violeta frente al Mn²⁺ incoloro).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Es una valoración redox: el permanganato (oxidante, violeta) oxida al agua oxigenada en medio ácido y se reduce a Mn²⁺, casi incoloro. El montaje es el de cualquier valoración: el valorante (KMnO₄) en la bureta y la muestra en un erlenmeyer.

Para el cálculo, los moles de permanganato gastados y la relación 2 : 5 de la ecuación dan los moles de H₂O₂. Todos ellos estaban en los 2,0 mL de muestra original (diluir con agua no cambia los moles), así que con la densidad se pasa a gramos de disolución y se calcula el porcentaje.
2

Desarrollo

a) Material.
  • Bureta (de 25 o 50 mL) con su llave, sujeta a un soporte con pinza (o nuez y pinza de bureta).
  • Pipeta aforada de 2 mL con aspirador (pera o propipeta), para tomar la muestra.
  • Matraz aforado de 50 mL, para diluir la muestra con exactitud (o un erlenmeyer de 250 mL si la muestra diluida se valora entera).
  • Matraz erlenmeyer de 250 mL.
  • Vasos de precipitados y embudo pequeño, para llenar la bureta.
  • Probeta, para medir el ácido sulfúrico; frasco lavador con agua destilada.
Procedimiento.
  1. Con la pipeta aforada se toman 2,0 mL de la disolución antiséptica y se llevan al matraz aforado de 50 mL; se enrasa con agua destilada y se homogeneiza. La muestra diluida se pasa al erlenmeyer.
  2. Se añade ácido sulfúrico diluido (unos mL) al erlenmeyer: la reacción necesita medio ácido para que el permanganato se reduzca a Mn²⁺.
  3. Se enjuaga la bureta con un poco de la disolución de KMnO₄ 0,02 M, se llena con ayuda del embudo, se eliminan las burbujas de la punta abriendo la llave y se enrasa a cero (con el permanganato, por su color intenso, se lee el borde superior del menisco).
  4. Se coloca el erlenmeyer bajo la bureta, sobre un papel blanco, y se deja caer el permanganato poco a poco agitando continuamente el erlenmeyer con movimientos circulares. Cada gota se decolora al reaccionar.
  5. Cerca del final se añade gota a gota. El punto final se alcanza cuando una gota deja en la disolución un color rosa pálido que persiste unos 30 segundos al agitar. Se anota el volumen gastado. Conviene repetir la valoración y promediar.
Esquema del montaje. Un soporte vertical con una pinza que sujeta la bureta, llena de KMnO₄ (violeta) y con la llave abajo; justo debajo de la punta de la bureta, el erlenmeyer con la muestra diluida de H₂O₂ acidificada con H₂SO₄ (incolora), apoyado sobre la base del soporte con un papel blanco debajo para apreciar el cambio de color; la mano del operador abre la llave y agita el erlenmeyer.

b) Moles de permanganato gastados.n(KMnO4)=0,02 mol/L⋅0,0185 L=3,70⋅10−4 moln(\text{KMnO}_4) = 0{,}02\ \text{mol/L}\cdot 0{,}0185\ \text{L} = 3{,}70\cdot 10^{-4}\ \text{mol}Moles de H₂O₂, con la relación 2 KMnO₄ : 5 H₂O₂:n(H2O2)=3,70⋅10−4⋅52=9,25⋅10−4 moln(\text{H}_2\text{O}_2) = 3{,}70\cdot 10^{-4}\cdot\frac{5}{2} = 9{,}25\cdot 10^{-4}\ \text{mol}Estos moles estaban todos en los 2,0 mL de disolución original: la dilución hasta 50 mL no los cambia.

Masa de H₂O₂. M(H2O2)=2⋅1,0+2⋅16,0=34,0 g/molM(\text{H}_2\text{O}_2) = 2\cdot 1{,}0 + 2\cdot 16{,}0 = 34{,}0\ \text{g/mol}:m(H2O2)=9,25⋅10−4 mol⋅34,0 g/mol=3,15⋅10−2 gm(\text{H}_2\text{O}_2) = 9{,}25\cdot 10^{-4}\ \text{mol}\cdot 34{,}0\ \text{g/mol} = 3{,}15\cdot 10^{-2}\ \text{g}Masa de la muestra original y porcentaje:m(muestra)=2,0 mL⋅1,01 g/mL=2,02 g% (m/m)=3,15⋅10−2 g2,02 g⋅100=1,56 %m(\text{muestra}) = 2{,}0\ \text{mL}\cdot 1{,}01\ \text{g/mL} = 2{,}02\ \text{g} \qquad \%\,(m/m) = \frac{3{,}15\cdot 10^{-2}\ \text{g}}{2{,}02\ \text{g}}\cdot 100 = 1{,}56\ \%c) Punto final y autoindicación. El ion permanganato, MnO₄⁻, tiene un color violeta intenso, mientras que el Mn²⁺ al que se reduce es prácticamente incoloro. Mientras queda H₂O₂ en el erlenmeyer, cada gota de permanganato reacciona al momento y la disolución sigue incolora. En cuanto se ha consumido todo el H₂O₂ (punto de equivalencia), la siguiente gota de MnO₄⁻ ya no tiene con qué reaccionar y tiñe la disolución de rosa pálido persistente: ese es el punto final.

Por eso no hace falta un indicador externo: el propio permanganato actúa como autoindicador, porque el reactivo valorante y su producto de reducción tienen colores muy distintos y basta un ligerísimo exceso de MnO₄⁻ para que se vea.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

No cuentes la dilución dos veces: los moles de H₂O₂ valorados son los que había en los 2,0 mL originales, y la masa de la muestra es la de esos 2,0 mL (con su densidad), no la de los 50 mL. En el procedimiento, no olvides acidificar: sin H₂SO₄ el permanganato no se reduce a Mn²⁺ y la estequiometría 2 : 5 deja de valer.
Paso 1 de 3
¿Has terminado el problema?
¿Te atascas?Manda tu duda a tu profesor o al equipo, o pregunta a otros estudiantes en la comunidad.
Sigue practicando
Ajuste redox y estequiometría
(2 puntos: 1 punto cada apartado) En determinadas regiones se añade yoduro de potasio al agua potable con el…
Química · Andalucía · 2026 · JulioAjuste redox y estequiometría
(2 puntos: 1 punto cada apartado) El gas cloro se utiliza para la fabricación de la lejía (hipoclorito de sodio)…
Química · Andalucía · 2026 · Reserva 2Ajuste redox y estequiometría
(2 puntos) ARSÉNICO O EL LUJO DE BEBER UN VASO DE AGUA POTABLE El arsénico se conoce desde tiempos remotos…
Química · Andalucía · 2026 · JunioAjuste redox y estequiometría
Una forma de estimar la contaminación del agua es medir la Demanda Química de Oxígeno (DQO). Para ello, el carbono…
Química · Castilla-La Mancha · 2026 · Julio
Apuntes y todos los problemas de Reacciones redox y electroquímica →