II. Мотивация цели:

Методы окислительно-восстановительного титрования, или редокс-методы основаны на использовании реакций с переносом электронов - окислительно-восстановительных реакций. Другими словами, окислительно-восстановительное титрование, или редоксметрия, - это титрование, сопровождаемое переходом одного или большего числа электронов от иона-донора или молекулы (восстановителя) Red₁ к акцептору (окислителю) Ox₂:

Red₁ + Ox₂ = Ox₁ + Red₂

Перманганатометрическое титрование, или перманганатометрия, - метод количественного определения веществ (восстановителей, реже - окислителей и соединений, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами) с применением титранта – раствора перманганата калия KMnO₄. Метод – фармакопейный, включен во все известные Фармакопеи.

Методом перманганатометрии проводят количественное определение пероксида водорода, пероксида магния, железа восстановленного, солей марганца (II), кальция (в виде оксалата), меди (I), олова (II), титана (III), ванадия (III), молибдена (III), хрома (III) (косвенно), а также определение анионов восстановителей: нитрита, тиоцианата, гексацианоферрата. Из органических веществ чаще всего определяют щавелевую кислоту и оксалаты, косвенно гидроксиламин NH₂OH.

Основные понятия титриметрического (объемного) анализа.

Закон эквивалентов открыт в результате работ И. Рихтера (1792-1800): все вещества реагируют в эквивалентных отношениях. В настоящее время химическим эквивалентом в окислительно-восстановительных реакциях называют реальную или условную частицу вещества, которая соответствует одному электрону в данной полуреакции. Моль эквивалентов содержит N_A = 6,022·10²³ частиц (молекул, ионов, электронов). Поэтому закон эквивалентов можно сформулировать в следующем виде: один моль эквивалентов одного вещества реагирует с одним моль эквивалентов другого вещества.

Фактор эквивалентности, f_экв (Х) – число, показывающее, какая доля реальной частицы соответствует одному электрону в данной полуреакции.

Например, в окислительно-восстановительной реакции

5 Н₂О₂ + 2 КМnO₄ + 3 Н₂SО₄ = 2 МnSO₄ + К₂SO₄ + 5 O₂ + 8 Н₂O

полуреакция, соответствующая превращению окислителя

МnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 ē = Мn²⁺ + 4 Н₂O, f_экв (КМnO₄ )=1/5;

полуреакция, соответствующая превращению восстановителя

Н₂О₂ - 2 ē = O₂ + 2 Н⁺, f_экв (Н₂О₂) = ½.

После изучения темы студент должен:

- научиться производить расчеты по определению молярной массы эквивалента веществ, массы растворенного вещества, объема титранта, титра и других показателей окислительно-восстановительного титрования;

- рассчитывать, строить и анализировать кривые окислительно-восстановительного титрования;

- вычислять область скачка и положение точки эквивалентности при окислительно-восстановительном титровании;

- выбирать индикатор на основании анализа кривой титрования;

- научиться рассчитывать индикаторные ошибки титрования.

III. Исходный уровень.

1. Сущность процессов окисления и восстановления, роль окислителя и восстановителя в реакции.

2. Расстановка коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях методом полуреакций.

3. Формулы Нернста для расчета окислительно-восстановительного потенциала и констант равновесия реакций окисления-восстановления