Лабораторная работа № 11 Тема: «Окислительно-восстановительное титрование. Стандартизация рабочего раствора перманганата калия по раствору оксалата аммония».

1. Теоретическая часть.

Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе ряда методов титриметрического анализа, которые объединяются под общим названием редоксидометрия. В качестве рабочих растворов (титрантов) в оксидометрии применяют растворы окислителей и восстановителей.

Все методы оксидометрии классифицируют в зависимости от окислителя или восстановителя, применяемого в рабочем растворе, на следующие виды:

А) перманганатометрия: основным титрантом служит раствор KMnO₄; наряду с ним обычно используют растворы сульфата железа (2) FeSO₄ или щавелевую кислоту H₂C₂O₄.

Б) йодометрия: титранты – растворы йода и тиосульфата натрия Na₂S₂O₃;

В) хроматометрия: основной титрант – раствор дихромата калия K₂Cr₂O₇;

Г) броматометрия: титрант – раствор бромата калия KBrO₃;

Д) нитритометрия: титрант – раствор нитрита натрия KNO₂ и т.д.

К реакциям, используемым в оксидометрии, предъявляются уже известные нам требования:

- реакция при титровании должна протекать быстро и необратимо с образованием продуктов строго определенного состава;

- реакция не должна сопровождаться побочными взаимодействиями;

- должен существовать способ фиксирования конца реакции.

Этим требованиям удовлетворяет лишь незначительная часть из огромного числа ОВР. Для оксидометрического титрования подбирают окислительно-восстановительные пары так, чтобы разность их стандартных ОВ-потенциалов была не ниже 0,4-0,5 В. В противном случае при титровании отсутствует резкий скачок потенциала вблизи эквивалентной точки.

В оксидометрии применяются различные методы определения точки эквивалентности.

а) в перманганатометрии ТЭ фиксируют по изменению окраски титруемого раствора, вызываемому избытком окрашенного рабочего раствора KMnO₄ (так называемое безиндикаторное титрование);

б) в йодометрии ТЭ устанавливают с помощью индикатора крахмала, специфически реагирующего с йодом;

в) используют и специальные редокс – индикаторы (например, дифениламин), которые изменяют свою окраску в зависимости от значения окислительного потенциала, подобно тому, как кислотно-основные индикаторы изменяют свою окраску в зависимости от рН раствора.

Перманганатометрия.

Метод перманганатометрии широко применяется на практике для определения восстановителей и окислителей, а так же веществ, не проявляющих окислительных или восстановительных свойств (например, для определения ионов Са²⁺ в крови). Метод также используется для контроля качества питьевой воды и определения пероксида водорода в фармацевтическом анализе.

Для определения восстановителей, как правило, используют методы прямого титрования, для определения окислителей – методы обратного титрования, а для определения индифферентных веществ – методы как обратного, так и косвенного (заместительного) титрования.

Отличительные особенности перманганатометрии от кислотно-основного титрования.

Перманганатометрия	КОТ
1. В основе метода лежат ОВР	1. В основе метода лежат реакции нейтрализации
2. В ОВР эквивалентом называют количество вещества, отвечающее одному электрону.	2. В кислотно-основной реакции эквивалентом называют количество вещества, отвечающее одному иону водорода.
3. При титровании не используется специфические индикаторы, так как KMnO4 сам является индикатором	3. Используются специфические индикаторы, такие как, метило оранжевый, фенолфталеин, метиловый красный и т.д.

Перманганат калия проявляет окислительные свойства и в кислой, и в щелочной (или нейтральной) среде. При титровании кислых растворов MnО₄^-, входящий в состав KMnO₄, восстанавливается до бесцветных катионов Mn⁺². Например:

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

MnO₄^- +8H⁺ + 5e^- →Mn²⁺ + 4H₂O

Fe²⁺ - e^- →Fe³⁺

f_экв (KMnO₄) = 1/5

f_экв (FeSO₄) = 1

При титровании в щелочной или нейтральной среде MnО₄^- восстанавливается только до Mn⁺⁴.

Пример:

Cr₂(SO₄)₃+2KMnO₄+8KOH =2K₂CrO₄+2MnO(OH)₂+3K₂SO₄+ 2H₂O

Cr³⁺ + 8OH^- -3e^- = CrO₄^2- + 4H₂O

MnO₄^- + 3H₂O + 3e^- = MnO(OH)₂ + 4OH^-

f_экв (KMnO₄) = 1/3

f_экв (Cr₂( SO₄ )₃) = 1/3

2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O = MnO₂ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

MnO₄^- + 2H₂O + 3e^- = MnO₂ + 4OH^-

SO₃^2- + H₂O -2e^-= SO₄^2- + 2H⁺

f_экв (KMnO₄) = 1/3

f_экв (Na₂ SO₃) = 1/2

2. Экспериментальная часть.