§ 139. Визначення пероксиду водню

Загальна характеристика і принцип методу. Пероксид водню є цікавою сполукою в тому розумінні, що він має одночасно властивості і окислювача, і відновника. Він здатний окислювати сильні відновники і відновлюватись при цьому до води. Прикладом такої реакції може бути взаємодія між Н₂0₂ і розчином сірчистої кислоти:

Н₂0₂ + H₂S0₃ = H₂S0₄ + Н₂0. (1)

Сильні окислювачі, навпаки, реагуючи з пероксидом водню, виділяють атомарний кисень. Причина такої своєрідної поведінки цієї сполуки поля­гає в тому, що кисень у ній має проміжну ступінь окислення ■— мінус оди­ниця і здатний не тільки приєднувати, а й віддавати електрони. У першому випадку відбувається відновлення іонів кисню за такою схемою:

Of- + 2е == 20²~, (2)

або

Н₂0₂ + 2е + 2Н+ = 2Н₂0. (3)

Навпаки, віддаючи електрони, кисень пероксиду водню окислюється і перетворюється в молекулярний:

0\~ = 2І + 0₂, (4)

або

Н₂0₂ = 2е + 0₂ + 2Н+. (5)

Методи кількісного визначення Н₂0₂ можуть грунтуватись на його дії як окислювальній, так і відновній.

Розглянемо перманганатометричне визначення пероксиду водню, при якому останній виявляє свої відновні властивості. Пероксид водню над-

442

ходить у продаж у вигляді 30%-го або 3%-го водного розчину; 30%-ний розчин Н₂0₂ називається пергідролем. Концентрація пероксиду водню у водних розчинах з часом зменшується внаслідок самовільного розкладан­ня цієї сполуки з виділенням вільного кисню:

2Н₂0₂ = 2Н₂0 + 0₂. (6)

Розкладання Н₂0₂ за наведеною вище схемою сповільнюється в присут­ності деяких речовин — стабілізаторів; таку стабілізуючу дію щодо цієї реакції виявляє, наприклад, фосфорна кислота, яку звичайно добавляють у невеликих кількостях до розчинів Н₂0₂. Метод перманганатометричного визначення Н₂0₂ має значення для контролю якості препарату і встанов­лення процентного вмісту Н₂0₂ у водних розчинах.

Взаємодія між пероксидом водню і перманганатом відбувається за такою реакцією:

о2- = МпО-	2е + 02; + 8Н+ + 5е = Мп		2+ + 4Н20;
2Мп07	" + 5Q2-	+ 16Н+ =	= 2Мп2+ +	502		8Н20,

або в молекулярній формі

2КМп0₄ + 5Н₂0₂ + 3H₂S0₄ = K₂S0₄ + гМпБО^ + 50.₂ + 8Н₂0. (8)

З рівняння видно, що кожна молекула пероксиду водню віддає при окис­ленні два електрони. Отже, еквівалент Н₂0₂ чисельно дорівнює половині молекулярної маси.

Хід визначення Н₂0₂ в пергідролі. Наважку пергідролю беруть з таким розрахунком, щоб добути 100 мл приблизно 0,1 н. розчину препарату. Еквівалент пероксиду водню дорівнює 17; отже, треба відважити 0,17 г Н₂О_а. Беручи до уваги, що пергідроль є 30%-м розчином Н₂0₂, величину наважки збільшують приблизно втроє. На аналітичних терезах зважують у бкжсі з пришліфованою кришкою близько 0,5 г пергідролю, який перели­вають через лійку в мірну колбочку на 100 мл. Скляний бюкс і стінки лійки старанно промивають водою. Розчин у колбі розводять водою до риски і перемішують.

25 мл приблизно 0,1 н. розчину Н₂О_а переносять піпеткою в конічну колбу місткістю 200—250 мл і добавляють туди 10—15 мл розчину сірчаної кислоти (1 : 4). Цю суміш титрують 0,1 н. розчином перманганату калію. Ознакою кінця титрування є поява рожевого забарвлення розчину від до­бавляння однієї-двох зайвих краплин КМп0₄. Визначення треба повторити ще 1—2 рази. Результати паралельних визначень не повинні відрізнятись більш як 0,05—0,1 мл КМп0₄.

Процентний вміст Н₂0₂ в пергідролі обчислюють за формулою

о/ Н Г) — ^KMnO^KMnO^HgO,

443

де Л/ — нормальність і V — об'єм розчину КМп0₄; £н₂о₂ — еквівалент Н₂0.,; g — наважка пергідролю, г.

При обчисленні треба пам'ятати, що для кожного окремого визначен­ня було взято не всю наважку, а певну її частину.