Перманганатометрия

1. Перманганатометрия - рабочий раствор.

2. Стандартные растворы.

3. Условия титрования.

4. Определение конечной точки эквивалентности;

Перманганатометрией называется титриметрический метод, в котором в качестве титранта применяется перманганат калия КМnО₄. Перманганат калия является сильным окислителем, особенно в кислой среде.

В зависимости от среды при восстановлении КМnО₄ получаются различные конечные продукты. В кислой среде ионы МnО₄^- восстанавливаются до бесцветных ионов Мn²⁺

МnО₄^- + 8Н⁺+ 5ē → Мn²⁺ + 4Н₂О

В слабокислой, нейтральной и щелочной среде ионы МnО₄^- восстанавливаются до оксида марганца (IV) МnО₂, образуя темно-коричневый осадок:

МnО₄^- + 2Н₂О + Зē → MnO₂↓ + 4ОН^-

Ясно, что образование темного осадка затрудняет определение конца реакции, поэтому титрование проводят в кислой среде, прибавляя большой избыток кислоты. Кроме того, окислительная активность перманганата в кислой среде гораздо выше, чем в щелочной или нейтральной. Для подкисления применяют серную кислоту. Хлороводородную кислоту применять нельзя, так как она вступает в окислительно-восстановительную реакцию с перманганатом калия и на нее расходовалось бы добавочное количество титранта, что естественно искажало бы результат титрования. Азотная кислота, которая является окислителем, для подкисления в методах оксидиметрии не применяется.

Ионы МnО₄^- придают раствору КМnО₄ малиновую окраску. Как было сказано выше, в процессе титрования раствор обесцвечивается. В момент, когда в растворе не останется восстановителя, от прибавления одной капли

КМnО₄ титруемая смесь приобретает розовую окраску. Таким образом, точка эквивалентности фиксируется при помощи самого же титранта и индикатор в этом случае не применяется.

В некоторых случаях окислительно-восстановительная реакция с перманганатом калия проходит с небольшой скоростью. Поэтому титрование проводят в нагретом почти до кипения растворе. Реакция ускоряется и за счет действия катализатора, роль которого выполняют ионы Мn²⁺. Ионы Мn²⁺ образуются в процессе титрования (так называемый автокатализ), поэтому нет необходимости специально добавлять катализатор. Однако в самом начале титрования катализатор отсутствует, поэтому первые порции раствора КМnО₄ реагируют медленно и начинать титровать надо с прибавления очень небольших порций КМnО₄.

Титрованный раствор перманганата калия КМnО₄ по точной навеске приготовить нельзя. Это объясняется тем, что КМnО₄ всегда содержит примеси (чаще всего МnО₂). Кроме того, он восстанавливается под влиянием органических веществ, присутствующих в воде. Вследствие этого концентрация раствора КМnО₄ в первое время после приготовления несколько уменьшается. Поэтому раствор КМnО₄ готовят приблизительно требуемой концентрации, затем устанавливают его титр.

Установочным веществом служит щавелевая кислота Н₂С₂О₄ 2H₂O. При титровании протекает следующая реакция:

2КМnО₄ + 5Н₂С₂О₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 10СО₂↑ + 8H₂O.

Перманганатометрию чаще всего применяют для анализа солей железа (II), кальция в виде оксалата, щавелевой кислоты, меди (I), пероксида водорода. Метод перманганатометрии можно применять для определения окислителей. В этом случае используют обратное титрование, прибавляя к определяемому веществу заведомо избыточное точно отмеренное количество раствора восстановителя. Затем избыток восстановителя титруют раствором перманганата калия.