Ejercicio B2 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2024

Tema: Volumetrías de laboratorio: valoración ácido-base y permanganimetría · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

DATOS GENERALES

Constantes universales y equivalencias de unidades:

R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R=8,31 J⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} \qquad R = 8{,}31\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}

1 atm=760 mmHg1\text{ atm} = 760\text{ mmHg}

Masas atómicas (uma): H (1,0), O (16,0), S (32,1), Ni (58,7), Mn (54,9), K (39,1), Ag (107,8).

Números atómicos: Be (Z=4Z = 4), B (Z=5Z = 5), C (Z=6Z = 6), O (Z=8Z = 8), F (Z=9Z = 9).

Abreviaturas:

C.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura

(aq): disolución acuosa

B2. La determinación de la concentración de peróxido de hidrógeno, H2O2\text{H}_2\text{O}_2 en un agua oxigenada puede llevarse a cabo mediante la valoración denominada permanganimetría, de acuerdo con la siguiente reacción química:

2 KMnO4(aq)+5 H2O2(aq)+3 H2SO4(aq)→2 MnSO4(aq)+5 O2(g)+8 H2O (l)+K2SO4(aq)2\ \text{KMnO}_4\text{(aq)} + 5\ \text{H}_2\text{O}_2\text{(aq)} + 3\ \text{H}_2\text{SO}_4\text{(aq)} \rightarrow 2\ \text{MnSO}_4\text{(aq)} + 5\ \text{O}_2\text{(g)} + 8\ \text{H}_2\text{O (l)} + \text{K}_2\text{SO}_4\text{(aq)}

a)

Explicar el procedimiento para llevar a cabo esta valoración, indicar el material necesario y acompañar las explicaciones de un dibujo esquemático. (1,00)

b)

Se toman 0,5 mL0{,}5\text{ mL} de agua oxigenada y se diluyen con agua hasta un volumen final de 25 mL25\text{ mL}. La valoración exacta de esta disolución consume, en el punto de equivalencia, 15 mL15\text{ mL} de una disolución acuosa de KMnO4\text{KMnO}_4 0,01 M0{,}01\text{ M}. Calcular la concentración de peróxido de hidrógeno en el agua oxigenada inicial, expresando el resultado en “gramos de H2O2\text{H}_2\text{O}_2 por 100 mL100\text{ mL} de disolución”. (1,00)

Enunciado: Ejercicio B2 · Química PAU País Vasco Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Explicar el procedimiento para llevar a cabo esta valoración, indicar el material necesario

Solución: Material: Pipeta dotada de mecanismo de succión, matraz Erlenmeyer, bureta (con soporte), material general (vasos de precipitados, probeta de 100 mL). Procedimiento: tomar 0,5 mL de agua oxigenada con pipeta, verter en el Erlenmeyer, diluir hasta 25 mL con agua destilada y añadir ácido sulfúrico. Llenar la bureta con KMnO₄ 0,01 M. Añadir gota a gota agitando hasta cambio de incoloro a morado-rosáceo.

b) Calcular la concentración de peróxido de hidrógeno en el agua oxigenada inicial, expresando el resultado en “gramos de H2O2 por 100 mL de disolución”.

Solución: 2,552{,}55 g/100 mL / 2,552{,}55 g

a) Dibujo esquemático del montaje experimental de la valoración

Solución: Dibujo esquemático que incluye soporte con bureta enrasada con disolución de KMnO4(aq)\text{KMnO}_4\text{(aq)} y matraz Erlenmeyer inferior con el agua oxigenada, agua y ácido sulfúrico.

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