Ossidoriduzioni e colori

[ketty_slash]

Ieri siamo stati in laboratorio e abbiamo preparato il perborato di sodio esaidrato. Alla fine del processo abbiamo ottenuto una massa non male di questo prodotto. Di questo ne abbiamo preso 5g e messo in una soluzione di H2SO4 4 M (d=1,8 g/ml e 98%)
Prese allora due provette abbiamo diviso la soluzione ed in una abbiamo messo il permanganato di potassio, viola, e nell'altra lo ioduro di potassio, trasparente. La prima è rimasta trasparente e l'altra quando abbiamo messo lo ioduro è diventata gialla! 
La professoressa ci ha domandato quali fossero i fenomeni che mettevano in evidenza l'azione ossidante di KmnO4 e l'azione riducente di  KI.

Io ho risposto così:
Il permanganato di potassio è un forte ossidante e inizialmente di colore rosa. Quando viene messo in soluzione si riduce e libera ioni Mn2+ che sono incolore. Per questo la soluzione con una concentrazione bassa di questa sostanza non cambia colore.
Lo ioduro di potassio è invece trasparente e quando si discioglie in soluzione libera ioni I-. La reazione di ossidazione dello iodio conferisce quel colore giallo ambra alla soluzione. In questo caso KI si comporta come un forte riducente.
E’ proprio il cambiamento di colore che ci spinge a pensare che stia avvenendo un ossido riduzione, reazione in cui le specie chimiche si ossidano e si riducono e variano il loro stato di ossidazione. Probabilmente quando nel primo caso la soluzione sarà colorata anche di viola viene raggiunto il punto di equivalenza per cui il numero di moli di H2O2 è uguale al numero di moli di KMnO4 e la reazione ha fine. Nel secondo caso invece il cambiamento repentino da giallo a grigio avverrà a fine reazione cioè quando il numero di moli del perossido eguaglierà quello dello ioduro di potassio.

[Beefcotto87]

Io direi di metterlo ne "I Vostri Esperimenti" Sposto!

[LuiCap]

Il colore "trasparente" non esiste, così come non esiste una soluzione "bianca".
Il termine corretto è soluzione "incolore".
Trasparente significa che guardando attraverso la provetta si riesce a vedere dall'altra parte.
Una soluzione di permanganato di potassio è viola poco trasparente, perché il colore è così intenso che non permette ai raggi luminosi di attraversare lo spessore della provetta.

Nella reazione con permanganato di potassio dovresti aver notato anche la formazione di bollicine di gas, O2, che si forma dalla ossidazione del perborato di sodio ad opera del permanganato di potassio viola che si riduce a Mn2+ incolore in soluzione diluita. Essendo il permanganato il reagente limitante, esso si consuma completamente lasciando il sistema ottenuto incolore.

Nella reazione con ioduro di potassio si forma acqua a causa della riduzione del perborato di sodio ad opera dello ione ioduro incolore che si ossida a iodio elementare, I2. Anche in questo caso il reagente limitante è lo ioduro di potassio, perciò la piccola quantità di I2 che si forma è solubile in acqua impartendogli una colorazione gialla.

Il punto di equivalenza si ha quando "le moli del reagente A sono stechiometricamente uguali alle moli del reagente B", ovvero "1 equivalente del reagente A reagisce con 1 equivalente del reagente B.

Se la reazione nella seconda provetta arrivasse al punto di equivalenza, le moli di I2 che si formerebbero sarebbero superiori alla solubilità dello iodio in acqua, perciò parte dello I2 si separerebbe dalla soluzione come I2 solido di colore grigio-viola.

[ketty_slash]

Scusi ma come fa a calcolare il numero di moli dei reagenti quindi stabilire quale sia quello limitante?

[LuiCap]

Non lo calcolo, lo deduco dalle osservazioni che hai scritto:
soluzione di perborato incolore
+
soluzione di permanganato viola
=
soluzione incolore
Se il permanganato fosse stato il reagente in eccesso la soluzione risultante sarebbe stata rosa-viola
Sono un'insegnante di laboratorio di chimica e ho imparato a ragionare sempre dal macroscopico al microscopico!!!

[ketty_slash]

Ha ragione! Effettivamente anche solo guardando lo avrei potuto dedurre da sola
Grazie mille per le dritte davvero!! La prossima volta farò piu attenzione

[Led]

Scusi Luisa, una curiosità. Come mai lo iodio elementare impartisce una colorazione gialla alla soluzione? Lo iodio non è un gas di colore violetto? L'altro giorno in laboratorio abbiamo ridotto lo ioduro con acqua di cloro e lo abbiamo estratto in cloroformio, e la soluzione iodio-cloroformio era violetta. Dipende dal solvente?

[quimico]

Lo iodio è un solido che a temperatura ambiente tende a sublimare, quindi a passare dallo stato solido a quello gassoso.
NON è un gas. Ma sono dei cristalli violetti, scuri, che sublimano spesso sulle pareti dei recipienti in cui sono riposti. Vanno tenuti lontano dalla luce.
Lo iodio in solventi come tetracloruro di carbonio, cloroformio o solfuro di carbonio tende a dare soluzioni violette, mentre in acqua dove si scioglie a fatica tende a colorare la soluzione in giallo.

I₂ + H₂O ⇌ H⁺ + I⁻ + HIO (K = 2.0×10⁻¹³)

[Led]

Perdona l'abuso di linguaggio, ma nella mia limitata esperienza ho avuto a che fare solo con iodio sotto forma di gas. Allora in effetti dipende dal solvente, e quel poco iodio che si discioglie lo fa perchè avviene un'ossido riduzione.
Comunque grazie, non riuscivo a spiegarmi come mai la fase acquosa fosse colorata in giallino.

[quimico]

Non esiste iodio gas. Non è questione di esperienza o meno. La Chimica è così.
Lo iodio È un SOLIDO che SUBLIMA.

La molecola di iodio è non polare. Nella forma molecolare, i vapori di iodio sono viola. Quando miscelato con esano, le molecole di iodio sperimentano forze di dispersione di London. Non c'è una polarità indotta nelle molecole di odio ed esse esibiscono il loro tipico colore violetto in soluzione. (Nota: Il colore può essere rosa se la concentrazione di iodio è bassa.)
Quando miscelate o con acqua o con etanolo, le molecole di iodio sono soggette a forze polari, provocando una polarità indotta nelle molecole di iodio. Questo è un esempio di forze molecolari polari-polari indorre ( o dipolo-dipolo indotto). La distorsione degli orbitali molecolari delle molecole di iodio provoca un colore giallo-marrone.