ИОДОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ

ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАБОЧЕГО РАСТВОРА KMnO₄

Сущность метода. В результате окислительно-восстановительного взаимодействия перманганата калия с первичным стандартом (щавелевой кислотой или щавелевокислым натрием) в кислой среде устанавливается точная концентрация рабочего раствора перманганата калия. Конечная точка титрования фиксируется по появлению розовой окраски от избыточной капли окрашенного титранта - раствора KMnO₄.

Суммарная реакция при титровании перманганатом калия щавелевой кислоты или ее солей может быть отражена уравнением:

5C₂O₄^2- + 2MnO₄^- + 16H⁺ ® 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

В основе перманганатометрического метода лежит окислительно-восстановительная полуреакция, стандартный окислительно-восстановительный потенциал которой Е⁰(MnO₄^-/Mn²⁺)=1,51В, что позволяет применять перманганат калия для определения восстановителей:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e ® Mn²⁺ + 4H₂O

Выполнение определения. О тмеривают цилиндром 10 мл 1 М (или 10%-ного) раствора серной кислоты, наливают в колбу для титрования и нагревают до 80 ^оС. Затем с помощью пипетки Мора отбирают 10,00 мл 0,0500 М (1/2 Na₂C₂O₄) раствора Na₂C₂O₄ и вносят в колбу с нагретой серной кислотой и титруют медленно (по каплям) из бюретки перманганатом калия до появления неисчезающей бледно-розовой окраски. В начале титрования следующую каплю KMnO₄ прибавляют лишь после того, как совершено исчезнет окраска от предыдущей. Затем скорость титрования увеличивают. Опыт повторяют трижды, из полученных результатов берут наиболее совпадающие (разница между опытами не более 0,10 мл) и рассчитывают средний объем перманганата, пошедший на титрование и вычисляют концентрацию KMnO₄.

Расчет.

c(1/5 KMnO₄) = c(1/2 Na₂C₂O₄) ×V(Na₂C₂O₄)/V(KMnO₄), (моль-экв/л)

f(KMnO₄) = 1/5, f(Na₂C₂O₄) = 1/2

Пример. На титрование 10,00 мл 0,0500 М (1/2 Na₂C₂O₄) раствора Na₂C₂O₄ израсходовано в среднем 10,35 мл раствора KMnO₄:

с(1/5 KMnO₄)= c(1/2 Na₂C₂O₄) V(Na₂C₂O₄)/V(KMnO₄) =0,050×10,00/10,35=

= 0,0483 моль-экв/л.

ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА (II) В РАСТВОРЕ

Сущность метода. Перманганатометрическое определение массы железа основано на окислительно-восстановительном взаимодействии KMnO₄ с ионами Fe(II) в кислой среде.

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺ ® 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂0

Выполнение определения. К полученной пробе раствора, содержащего железо (II), добавляют 50 мл воды и 10 мл 1 М (10 %) раствора H₂SO₄. Раствор титруют перманганатом калия до появления неисчезающей розовой окраски. Рекомендуется колбу для титрования помещать на белый лист бумаги. Проводят два параллельных титрования. Если результаты титрований отличаются более, чем на 0,1 мл, то у преподавателя берут новую порцию контрольного раствора железа.

Расчет.

m_Fe = c(1/5 KMnO₄)× M_Fe× V(KMnO₄) / 1000, г

где с(1/5 KMnO₄) - молярная концентрация эквивалента рабочего раствора перманганата калия, М;

М_Fe – молярная масса эквивалента определяемого вещества - железа;

V(KMnO₄)- объем рабочего раствора перманганата калия, пошедший

на титрование пробы железа, мл

Пример. На титрование проб, содержащих железо (II) в среднем израсходовано 7,35 мл раствора KMnO_4, концентрация которого 0,0483 моль-экв/л.

Расчет массы железа проводим по формуле:

m_Fe=с(1/5 KMnO₄)×M_Fe×V(KMnO₄)/1000=0,0483×55,85×7,35/1000= 0,0198 г

ИОДОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ

В основе всех иодометрических определений лежит реакция

I₂ + 2e^- 2I^-

и хотя 0,54 В очень мал по значению, метод широко используется как для определения окислителей, так и восстановителей. При определении меди (II) к раствору добавляют избыток иодида калия и выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия (титрант). В качестве индикатора ис-пользуется крахмал.

1. Стандартизация раствора тиосульфата.

Первичным стандартом метода является дихромат калия. Он использу-ется для стандартизации титранта. Титровать тиосульфат непосредственно дихроматом калия нельзя, так как он реагирует со всеми сильными окисли-телями нестехиометрично. Поэтому применяется метод замещения, вначале используют реакцию между дихроматом и иодидом, которая проходит в кис-лой среде:

Cr₂O₇^2- + 6I^- + 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 3I₂ + 7H₂O

Выделившийся по реакции иод оттитровывают тиосульфатом:

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = Na₂S₄O₆ + 2NaI

Реагенты:

1. Калий дихромат, K₂Cr₂O₇, 0,0500 М раствор.

2. Серная кислота, H₂SO₄, 2 М раствор.

3. Калий иодистый, KI, 5%-ный раствор.

4. Крахмал, 1%-ный раствор.

5. Натрий тиосульфат, Na₂S₂O₃, раствор с точно установленной концентрацией

Выполнение работы. В бюретку наливают раствор тиосульфата. В колбу для титрования вводят отмеренные цилиндром 10 мл H₂SO₄, 10 мл KI, и отмеренного пипеткой 10 мл K₂Cr₂O₇. Колбу закрывают часовым стеклом и ставят на 5 мин в темное место (за это время полностью проходит реакция выделения иода). Затем в колбу добавляют 100 мл дистиллированной воды и титруют тиосульфатом до бледно-желтой окраски раствора, добавляют 1-2 мл раствора крахмала и продолжают титрование при энергичном перемеши-вании до исчезновения синей окраски. Титрование повторяют трижды и уста-навливают точную концентрацию тиосульфата.