Применение метода перманганатометрии

Перманганатометрию используют для количественного определения восстановителей и окислителей. Восстановители за редким исключением определяют способом прямого титрования раствором KMnO₄.

Например. Определение пероксида водорода H₂O₂ способом прямого титрования:

2 KMnO₄ + 5 H₂O₂ + 3 H₂SO₄ = 2 MnSO₄ + 5 O₂ + K₂SO₄ + 8 H₂O

Определяя окислители пользуются способом обратного титрования : к определяемому раствору окислителя добавляют избыток реагента - восстановителя с известной точной концентрацией ( титрант 1), а затем остаток восстановителя оттитровывают раствором KMnO₄

( Титрант 2 ).

Например. Определение Cr₂O₇^2-.

Cr₂O₇^2- + 6 Fe²⁺ + 14 H⁺ = 2 Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ + 7 H₂O

определяемый Титрант 1

окислитель восстановитель

5 Fe²⁺ + MnO₄^- + 8 H⁺ = 5 Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4 H₂O

остаток Титрант 2

Титранта 1

Перманганатометрическое титрование оксалат иона используют для определения катионов, образующих с ним малорастворимые вещества ( осадки ). Например, оксалаты кальция, бария, свинца. В этом случае используют способ заместительного титрования.

Например. Определяемое вещество - CaCO₃, определяемый компонент - Ca²⁺. Вспомогательные вещества - растворы HCl, (NH₄)₂C₂O₄, H₂SO₄.

Уравнения реакций заместительного титрования:

СaCO₃ + 2 HCl = CaCl₂ + H₂CO₃

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = CaC₂O₄ + 2 NH₄Cl

CaC₂O₄ + H₂SO₄ = CaSO₄ + H₂C₂O₄

5 H₂C₂O₄ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ = 10 CO₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

заместитель

n (CaCO₃) = n (CaCl₂) = n (CaC₂O₄) = n (H₂C₂O₄) = n (KMnO₄)

Например. Определение железа.

Точную навеску металлического железа растворяют в разбавленной серной кислоте, переносят раствор в мерную колбу и доводят до метки .Затем титруют аликвотные количества этого раствора титрантом KMnO₄. Уравнения этих процессов :

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂ ( газ )

определяемое

вещество

10 FeSO₄ + 2 KMnO₄ + 8 H₂SO₄ = 5 Fe₂(SO₄)₃ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

заместитель Титрант

Титруют холодный раствор. Нагревание Fe²⁺ недопустимо из-за возможного заметного окисления Fe²⁺ до Fe³⁺ кислородом воздуха по реакции

4 Fe²⁺ + 4 H⁺ + O₂ = 4 Fe³⁺ + 2 H₂O

O₂ + 4 H⁺ + 4e = 2 H₂O E⁰ = 1,23 B

Fe²⁺ - 1e = Fe³⁺ E⁰ = 0,77 B

Иодиметрическое титрование

В основе этого метода лежат реакции восстановления свободного йода I₂ до йодид- иона

I₂ + 2e = 2 I^- E⁰ = + 0,54 B

и окисления иодид ионов в свободный йод

2 I^- - 2e = I₂

Для получения водных растворов йода его растворяют в KI, так как в воде йод плохо растворяется. При растворении йода в KI происходит процесс комплексообразования и йод находится в виде комплекса KI₃ или комплексного иона [ I₃ ]^- .