Al registre de reactius del nostre centre en trobem dos tipus de permanganat de potassi:
Un en dissolució aquosa (0,02 M) i l’altra en estat sòlid.
Puresa 100%
Es un metall pesant, que en estat sòlid presenta un color negre brillant i en dissolució un color lila intens.
Formula: KMnO₄
PICTOGRAMES DE PERILLOSITAT
Càlcul:
Procediment :
1- Pesem 0,081g de Permanganat de potassi a la balança (B017)
2- Agafem un vas de precipitats de 100 ml, amb aquest li afegim els 0,07g de KMn04.
3- Amb aigua destil·lada (més de la mitad de 50 ml) anem dissolvent el permanganat de potassi.
4- Quan està dissolt ho fiquem a un matràs aforat de 50 ml i enrasem, al final amb ajuda de un comptagotes.
Tenim residus de permanganat de potassi, diluit i sense molaritat exacta.
Agafem una pipeta aforada de 10 ml i ho fiquem en un vas de precipitats. Repetim aquest procediment 1 cop mes.
Quan tenim els dos vasos de precipitats, afegim amb un comptagotes, unes gotes d'àcid clorhídric 6M a un vas i a l'altre unes gotes d'hidròxid de sodi 6M.
Aquest a l'inici presenta un pH 7 (neutre)
Quan es produeix la reacció observem que el seu color varia i es torna més fosc, segons avança el temps es va enfosquin més.
El seu pH és de 12-13 (bàsic)
Passats 10 min tenia aquest color.
Al afegir HCl, a simple vista no observem cap canvi.
El pH es de 1-2 (àcid)
La dissolució la dividim en tres tubs d'assaig.
1- Model base
2- NaOH + KMn04 + C2H5OH (Alcohol)
3- NaOH + KMnO4 + H2O2
(Aigua oxigenada)
Podem observar que reaccionen de forma molt similar. Les dues adopten un color transparent marronós.
La dissolució la dividim en tres tubs d'assaig.
El model àcid te un color rosat i un pH de 2-3
En la reacció de KMnO4 + HCl + Alcohol: podem observar que es presenta un canvi físic, canvia de color (rosat més clar). Passat una estona (remenant-ho) es torna transparent.
En la reacció de KMnO4 + HCl + H2O2: observem que també varia el seu color (fucsia clar). Passat una estona (remenant-ho) es torna transparent.
Concentració 0,01M
PH: neutre (7)
Per a zona baixa del tub observem un color lilós i per la superfície un to rogenc.
Al primer moment veiem que fa efervescència al reaccionar amb l'aigua oxigenada. Passat el temps crea un precipitat de color negre.
Una vegada hem experimentat, trèiem conclusions:
Descartem l'alcohol ja que no resulta eficient a l'hora de gestionar el permanganat de potassi ja que no fa cap reacció química eficaç i es més costós.
Ens centrem en l'aigua oxigenada, ja que sabem que amb la reacció següent obtenim un precipitat (òxid de manganès): NaOH + KMnO4 + H2O2 ----> H2O + O2 + KOH + MnO2
Filtrem la dissolució amb el precipitat i obtenim el sòlid en el paper de filtre i les aigües filtrades surten netes.
D'aquesta manera podem llençar el sòlid a la brossa de residus sòlids i les aigües que neutralitzarem i abocarem a la garrafa de metalls.
Partim d'una dissolució de KMnO4 de pH 7 (neutre) diluïda i volem gestionar els residus. Per fer-ho augmentem la seva concentració, ja que vam observar que a la dissolució concentrada que vam afegir aigua oxigenada formava un precipitat i podíem separar-ho per filtració.
Agafem 125 ml de KMnO4 i ho escalfem, per a evaporar el dissolvent i augmentar la concentració de la dissolució.
Un cop escalfat a la placa calefactora, el seu volum a baixat a 68 ml aprox. Gairebé la meitat.
Afegim base i aigua oxigenada per a veure si forma el precipitat.
No forma precipitat i es queda d'un color marró.
Arribem a la conclusió de que no estaba suficientment concentrat.
Ens adonem de que la placa calefactora no es un bon equip per a escalfar permanganat de potassi, ja que es un metall i pot fer malbé l'equip si hi ha alguna esquitxada. Provem amb el bany de sorra:
Fiquem uns 75ml a cada vas i ho concentrem fins a uns 5 ml i 10 ml.
Afegim en cada vas diferents ml de H2O2 i observem la reactivitat:
5 ml de KMnO4 (medi bàsic) + 1 ml de H2O2: es queda de color verdós, que vol dir que encara faltaria més H2O2 (amb aquesta quantitat no serveix i li afegim més)
5 ml de KMnO4 (medi bàsic) + 2 ml de H2O2: es queda de color marró i forma precipitat
10 ml de KMnO4 (medi bàsic) + 3 ml de H2O2: es queda de color marró i forma precipitat
Observem les diferents mides de particula del sòlid obtingut i procedim a filtrar-ho.
Ho filtrem per a poder separar el sòlid del liquid.
Obtenim el sòlid (MnO2) al paper de filtre i el llencem a la brossa de residus sòlids.
Les aigues filtrades surten netes però amb pH bàsic. Les neutralitzem i les llencem per la pica.
Tenim dos pots amb dissolucions de permanganat de potassi diluit i sense concentració coneguda i les hem de gestionar.
Ho aboquem i distribuïm en diferents vasos de precipitats (uns 50 ml a cadascun) i ho concentrem 1/10, fins a uns 5 ml.
Una vegada concentrat, ho fiquem tot en el mateix vas de precipitats (obtenim uns 50 ml).
Afegim NaOH (5 ml) i H2O2 fins que veiem que deixa de fer efervescència i comença a precipitar (uns 75 ml).
Ho deixem reposar per a que s'acabi de separar i realitzem la filtració.
Una vegada filtrat llencem el sòlid que es queda retingut al filtre a la brossa de residus sòlids i les aigues encara que surten netes no es poden llençar directament a la pica ja que tenen pH bàsic. Les neutralitzem amb àcid i una vegada arribat a pH 7 (neutre) les podem llençar per la pica.
Amb la dissolució de permanganat anteriorment preparada, fem el següent experiment:
Hidròxid de sodi, àcid clorhídric, alcohol i aigua oxigenada.
Descartem la opció de l'alcohol per gestionar els residus de KMnO4 ja que a l'hora de reaccionar, triga massa.
Ens centrem a experimentar amb H2O2.
Seguim expermentant amb H2O2.
Vam afegir 15ml de KMnO4 0,0M, 15ml de H2O2 6% i 10 de HCl 6M
Passat un temps reacciona i es dóna un canvi físic. El color canvia d'un lila fosc a un rosa.
Reacció que es forma:
H2O2 + KMnO4 + HCl → O2 + 2 MnCl2 + KCl + H2O
Vam afegir 15ml KMnO4 0,01M, 15ml H2O2 6% i 10mL de NaOH 6M
Passat un temps reacciona i es dóna un canvi físic i un canvi químic. El color canvia d'un lila fosc a un marró i es comença a veure un precipitat mentre la reacció produeix calor.
Reacció que es forma:
NaOH + KMnO4 + H2O2 → H2O + O2 + KOH + MnO2
Descartem el KMnO4+H2O2 en medi àcid per que no es completa la reacció, no veiem cap precipitat i el que volem es un precipitat per poder fer una filtració per gravetat al ser uns dels processos més ràpids per gestionar el KMnO4.
Ara que sabem que l'H2O2 és el millor per gestionar els residus de KMnO4 provem:
Si reacciona igual si afegim abans l'NaOH o l'H2O2
Vam afegir 15ml KMnO4 + 5ml NaOH + H2O2 20ml
Com s'observa a la imatge, no ha acabat de reaccionar, es veu per sobre una capa verda. Això indica que necessita més reactiu.
Reacció que es forma:
NaOH + KMnO4 + H2O2 → H2O + O2 + KOH + MnO2
Vam afegir 15ml KMnO4 + H2O2 20ml + 5ml NaOH
Al afegir primer l'H2O2, la reacció es ràpida i no fa falta afegir-hi més reactiu, ja que es crea el precipitat marró i el líquid transparent, això ens indica que ja ha acabat de reaccionar.
Reacció que es forma:
NaOH + KMnO4 + H2O2 → H2O + O2 + KOH + MnO2
En aquest vídeo podem veure com al vas on hem posat primer l'NaOH necessitava més H2O2 per acabar de reaccionar.
Al acabar de reaccionar, vam fer una filtració per gravetat amb filtre de plecs (ens interessava el líquid). Al acabar de filtrar, el sòlid el vam llençar a la brossa i el líquid el vam neutralitzar. Al acabar de neutralitzar-lo el vam abocar a la garrafa de metalls pesats.