Перманганатометрия. Метод перманганатометрии основан на применении в качестве рабочего раствора перманганата калия

 

Метод перманганатометрии основан на применении в качестве рабочего раствора перманганата калия. Перманганат-ионы являются, сильными окислителями они восстанавливаются в зависимости от pH среды: до ионов Mn²⁺ в сильно кислой среде, до MnO(OH)₂ в нейтральной или слабощелочной среде и, наконец, до MnO₄^2- в сильнощелочной среде. Мы ограничимся рассмотрением процесса восстановления пермангаиат-ионов в сильнокислой среде.

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал MnO₄^-/Mn²⁺ равен 1,51. Из уравнения

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e = Mn²⁺ + 4H₂O

 

видно, что эквивалентный вес перманганата калия сильнокислой среде равен молекулярному весу, деленному на 5.

Для определения концентрации рабочего растворе марганцевокислого калия чаще всего применяют щавелевую кислоту или оксалат натрия.

Раствор перманганата калия имеет интенсивно красно-фиолетовый цвет. При титровании в кислой среде происходит его обесцвечивание вследствие образования ионов Мn²⁺:

 

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

 

Титрование перманганатом ведут до бледно-розового окрашивания всего титруемого раствора, не исчезающего в течение 10-15 сек.

Процесс восстановления перманганата сложен, возможны побочные реакции и разложение перманганат с образованием МnО₂. В некоторых случаях продукты восстановления перманганата способствует окислению титруемого вещества кислородом воздуха. Когда раствор перманганата добавляют слишком быстро или большими порциями, часто образуется диоксид марганца (II). Отмеченные явления могут влиять на точность титрования, поэтому нужно строго придерживаться условий, которые указываются в руководстве.

Техника установки титра раствора КMnO₄. Точную навеску щавелевой кислоты или оксалата натрия вносят в мерную колбу емкостью 50 мл, растворяют в воде, доливают водой до метки и, закрыв колбу пробкой, тщательно перемешивают раствор, переворачивая колбу вверх дном.

Приготовленный раствором дважды ополаскивают пипетку, затрачивая на это 3-5 мл раствора, после чего отбирают пипеткой порции в колбу для титрования емкостью 50-100 мл; в каждую колбу добавляют по 5 мл 2н раствора H₂SO₄. Перед титрованием раствор нагревают на водяной бане до 60-70° (нельзя ни в коем случае греть непосредственно на огне, так как при этом щавелевая кислота может частично разлагаться) и медленно титруют раствором перманганата. Первые капли раствора перманганата обесцвечиваются медленно. После того как в растворе появятся ионы двухвалентного марганца, реакция идет быстрее, а последующие капли обесцвечиваются сразу. Однако каждую каплю раствора перманганата надо прибавлять лишь тогда, когда раствор обесцветился. Если во время титрования раствор успевает остыть, то перед окончанием титрования его вновь нагревают на водяной бане. Заканчивают титрование, добавляя раствор долями капли. Титрование считается законченным, когда от небольшой доли капли перманганата раствор окрасится в бледно-розовый цвет. По окончании титрования нескольких порций вычисляют среднюю величину расходуемого объема перманганата из данных, различающихся не более, чем на 0,3%.

Нормальность и титр раствора вычисляет после титрования нескольких (минимум двух) навесок по результатам, расходящимся не более, чем на 0,3%.

Задача. Вычислите навеску щавелевой кислоты, необходимую для установления титра 0,1 раствора перманганата калия, чтобы на титрование 10 мл раствора пошло из бюретки 4-5 мл раствора KMnO₄.

Определение железа (II). Проводится по методике установки титра перманганата, но без нагревания.