3. Особенности и возможности метода ко – перманганатометрии: определение окислителей и восстановителей. Преимущества и недостатки метода Кислая среда:

В кислых средах ионы марганца могут существовать в различных степенях окисления: Mn²⁺, Mn³⁺, Mn^IV, Mn^V и Mn^VII. Низкозарядные ионы марганца способны окисляться до более высоких степеней окисления. Во избежание образования промежуточных форм окисления ионов марганца титрование рекомендуется проводить медленно, в очень кислых значениях рН, и при определенных температурах (нагревание). Реакцию восстановления можно наблюдать по изменению окраски – красно-фиолетовая переходит в бурый цвет (IV и III) и затем обезцвечивается (II) :

MnO₄^- MnO₂ Mn³⁺ Mn²⁺

Суммарный процесс протекает по следующей схеме:

4 2

MnO ^- + 8H⁺ + 5e^- Mn²⁺ + 4H O

Особенностью метода является сильное влияние рН на Е^о системы (МnО₄^- + 8Н⁺ )/Мn²⁺. При титровании в сильно кислых средах чаще всего используют серную кислоту. Хлороводородную и азотную кислоты применять не следует, так как в их присутствии могут идти конкурирующие окислительно-восстановительные реакции. Ионы марганца низших степеней окисления, являются катализаторами реакции. Для качественного титрования часто используют способ обратного титрования, когда добавляется заведомый избыток перманганата и через некоторое время его остаток оттитровывается восстановителем.

Нейтральная или слабощелочная среда:

Восстановление перманганата в нейтральной или слабо щелочной среде не менее сложен, чем в кислой. На первой стадии реакции окисления- восстановления образуется сначала манганат:

MnO₄^- + e^- MnO₄^--

На второй стадии окисления-восстановления манганат восстанавли- вается до Мn (IV):

Сильно щелочная среда:

Восстановление перманганата в сильно щелочной среде протекает в одну стадию, при этом окраска окраска меняется от краснофиолетовой до зеленой:

Окислительная способность перманганата в нейтральной и щелочной среде значительно ниже, чем в кислой среде. Поэтому определение восстановителей проводят в основном в кислой среде.

Перманганатометрически в щелочной среде, как правило, определяют органические соединения: формиаты, формальдегид, муравьиную, коричную, винную, лимонную кислоты, гидразин, ацетон и др.

Признаком окончания титрования служит бледно-розовая окраска избытка титранта KMnO₄ (одна капля 0,004 моль/л раствора титранта придает заметную окраску 100 мл раствора). Поэтому, если титруемый раствор бесцветен, о достижении точки эквивалентности точки эквивалентности можно судить по появлению бледно-розовой окраски избытка титранта КМnО₄ при титровании прямым способом прямым способом или по исчезновению окраски при обратном титровании обратном титровании. При анализе окрашенных растворов рекомендуется использовать индикатор ферроин.

Преимущества и недостатки метода перманганатометрии

Метод перманганатометрии обладает рядом достоинств:

1. В этом методе рабочий раствор является индикатором – одна его капля окрашивает раствор в розовый цвет.

2. Возможность титрования раствором КМnО₄ можно проводить как в кислой среде, так и в щелочной среде.

3. Перманганат дешевый и доступный реагент.

4. Перманганат калия используется как реактив в осадительном титровании.

5. Стехиометричность и достаточно высокая скорость большинства окислительно-восстановительных реакций с участием МnО₄^- при оптимально выбранных условиях

Наряду с перечисленными достоинствами, метод перманганатометрии имеет ряд недостатков:

1. Перманганат калия трудно получить в химически чистом виде, т.к. он содержит много примесей, и его точную навеску взять невозможно.

2. Стандартные растворы неустойчивы и в процессе использования необходимо периодически проверять титр.

3. В среде соляной кислоты проводить определение нельзя, т.к. Сl^- окисляется до свободного хлора.

4. Некоторые реакции окисления протекают очень медленно и поэтому требуется нагревание; но в этом случае могут разлагаться исследуемые вещества.