Методы окислительно–восстановительного титрования
(редоксметрия) Методы титриметрического анализа, основанные на окислительно – восстановительных реакциях между определяемым веществом и рабочим раствором, называются редоксметрией. Эти методы широко используются для определения содержания: - катионов многих металлов, в том числе биологически важных: железо, марганец, медь, кальций, молибден, кобальт, хром и т.д.; - ряда анионов: хлорид, бромид, иодид, сульфит, сульфид, оксалат, нитрит и т.д.; - различных неорганических и органических веществ: аммиак, кислород, озон, пероксид водорода, сероводород, спирты, альдегиды, углеводы и т.д. Все указанные вещества (компоненты) определяют в почве, воде, удобрениях, сельскохозяйственной продукции, кормах, лекарственных препаратах и т.д. В зависимости от применяемых титрантов методы редоксметрии подразделяются на: перманганатометрию, иодометрию, дихроматометрию и др. Перманганатометрия Перманганатометрия – это метод окислительно-восстановительного титрования, в котором титрантом является раствор перманганата калия (KMnO4). В процессе титрования анализируемого раствора малиново-фиолетовая окраска раствора KMnO4 обесцвечивается, но после достижения точки эквивалентности небольшое избыточное количество раствора KMnO4 окрашивает титруемую жидкость в розовый цвет. Перманганат калия не отвечает требованиям, предъявляемым к первичным стандартам, так как: - сам реактив KMnO4 содержит около 1% примесей; - при хранении на свету раствора KMnO4 идет его разложение по реакции: 4 KMnO4 + 2H2O = 4 MnO2↓ + 4 KOH + 3O2↑; - концентрация раствора KMnO4, приготовленного по его точной навеске, понижается при хранении, т.к. KMnO4 расходуется на взаимодействие с аммиаком, органическими веществами и восстановителями, присутствующими даже в дистиллированной воде; - концентрацию раствора KMnO4 устанавливают через 10 – 15 дней после его приготовления. Поэтому для приготовления раствора KMnO4, его рассчитанную навеску растворяют в кипяченой дистиллированной воде и выдерживают в бутыли из темного стекла в течение 10-15 дней для завершения ненужных окислительно-восстановительных процессов. После фильтрования устанавливают точную концентрацию приготовленного раствора. Для его стандартизации используют щавелевую кислоту H2C2O4 · 2H2O или ее соли: оксалат натрия Na2C2O4 или аммония (NH4)2C2O4 · H2O. Они удовлетворяют требованиям, предъявляемым к веществам для приготовления первичных стандартных растворов. Стандартизация раствора KMnO4 основана на реакции: 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 +8H2O 2 MnO4- + 8 H+ + 5e = Mn2++ 4H2O 5 C2O42- - 2e = 2CO2 Особенности перманганатометрии: 1. Так как реакции окисления определяемых восстановителей с перманганатом калия при комнатной температуре протекают медленно, титрование обычно проводится при повышенных температурах (70-80˚C). 2. Так как окислительная активность KMnO4 в кислой среде выше, чем в нейтральной или щелочной (смотри таблицу 5 в разделе «Приложения»), титрование проводится в кислой среде. Для подкисления раствора используют серную кислоту, т.к. при применении других кислот (HCl, HNO3) возможны побочные реакции. 3. Индикатором данного процесса является сам перманганат калия, избыточная капля которого в процессе титрования окрашивает раствор в розовый цвет. 4. Фактор эквивалентности (1/z) окислителя и восстановителя рассчитывают, исходя из числа электронов, приобретаемых или теряемых в реакции одной молекулой вещества. Например, фактор эквивалентности KMnO4 в кислой среде равен 1/5 . Молярная масса эквивалента реагента рассчитывается как произведение его молярной массы на фактор эквивалентности. Например, для выше приведенной реакции: М(1/5 KMnO4) = М(KMnO4) ∙ 1/5 = 158.03 ∙ 1/5 = 31.61 г/моль; М(1/2 H2C2O4· 2H2O) = М(H2C2O4· 2H2O) ∙ 1/2 = 126.07 ∙ 1/2 = 63.04 г/моль. 5. Отсчет результатов титрования проводят по верхнему краю мениска раствора KMnO4 в бюретке, т.к. нижний плохо виден. 6. Перманганатометрию используют для количественного определения не только восстановителей, но и окислителей. Восстановители - H2O2, Fe 2+, Sn 2+ и другие определяют прямым титрованием раствором KMnO4, а нитриты определяют реверсивным титрованием. Например, определение Fe 2+ описывается уравнением: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3+ K2SO4 +8H2O 2 MnO4- + 8H+ +5e = Mn2++ 4H2O 5 2Fe 2+ - 2e = 2 Fe 3+ Определение нитритов описывается уравнением: 5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 +3H2O 2 MnO4- + 8 H+ +5e = Mn2++ 4H2O 5 NO2- - 2e + H2O = NO3- + 2H+ Окислители (Cr2O72-, ClO3-, Fe3+ и др.) определяют методом обратного титрования. К анализируемому раствору окислителя приливают избыток раствора восстановителя с известной концентрацией, затем избыток восстановителя оттитровывают раствором KMnO4. Например, определение хрома в бихромате калия проводят следующим образом: к исследуемому раствору K2Cr2O7 прибавляют избыток восстановителя FeSO4 (объемом V0) с известной концентрацией. При этом происходит следующая реакция: K2Cr2O7 + 6FeSO4 +7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 +7H2O 1 Cr2O72-+ 14H+ + 6e = 2Сr3++ 7H2O 3 2Fe 2+ - 2e = 2Fe 3+ Избыток FeSO4 оттитровывают раствором KMnO4 и определяют объем V1 раствора FeSO4 , израсходованного на реакцию с KMnO4. По разности объемов V0 и V1 определяют объем восстановителя FeSO4, пошедшего на реакцию с K2Cr2O7.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (410)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |