II. Стандартизация раствора перманганата калия

Материальное обеспечение:

1. Электрическая плитка.

2. Мерные колбы, V_ном. = 200 или 250 мл.

3. Мерные пипетки, V_ном. = 10 мл.

4. Мерные пипетки, 5 мл.

5. Мерные бюретки, 0-25 мл.

6. Промывалки с дистиллированной водой.

7. Конические колбы для титрования.

8. Химические воронки  40-50 мм.

9. Стаканчики под слив.

10. Фильтровальная бумага.

11. Раствор KMnO₄ неизвестной концентрации.

12. Раствор серной кислоты с C(1/2 H₂SO₄) = 2 моль/л.

13. Раствор щавелевой кислоты (или оксалата натрия) известной концентрации.

В колбу для титрования помещают пипеткой 10 мл приготовленного раствора щавелевой кислоты, добавляют 5 мл раствора серной кислоты с C(1/2 H₂SO₄) = 2 моль/л и нагревают до 80-90С.

Раствором перманганата калия заполняют бюретку. Уровень раствора устанавливают на нулевом делении (смотрят по нижнему мениску). При титровании первые порции раствора перманганата медленно добавляют к анализируемому раствору по 3-4 капли при перемешивании. Скорость реакции между перманганатом калия и щавелевой кислотой вначале очень небольшая, но образующиеся в процессе титрования ионы марганца (II) оказывают каталитическое действие на скорость реакции. Поэтому при дальнейшем титровании раствор перманганата можно добавлять по 0,5-1 мл и перемешивать. Каждую порцию раствора перманганата следует добавлять только после исчезновения в титруемом растворе розовой окраски. В конце титрования раствор перманганата добавляют по каплям. При титровании необходимо следить за тем, чтобы титруемый раствор был горячим, так как нагревание ускоряет реакцию. Однако нагревание раствора до кипения недопустимо, так как при этом щавелевая кислота разлагается по схеме:

_{H2C2O4  H2O + CO + CO2.}

Для определения конечной точки титрования в перманганатометрии пользуются следующим обстоятельством. Если определяемый восстановитель прореагировал еще не полностью, и реакция не закончилась, то прибавляемый перманганат обесцвечивается. Как только весь восстановитель прореагирует полностью, окраска перманганата не исчезает. По прекращению обесцвечивания перманганата и появлению окрашивания исследуемого раствора в розовый цвет судят о завершении реакции. Следовательно, в перманганатометрии индикатором является сам перманганат. В данном случае последняя порция перманганата идет не на восстановление ионов оксалата, а на окрашивание титруемого раствора в розовый цвет. Это лишнее, пошедшее не на титрование, а на окрашивание раствора количество перманганата можно учесть "глухим опытом".

С этой целью в колбу для титрования помещают 5 мл раствора серной кислоты с C(1/2 H₂SO₄) = 2 моль/л и добавляют такое количество дистиллированной воды, чтобы объем раствора в "глухом опыте" был приблизительно равен объему анализируемого раствора в конце титрования. К этому раствору по каплям добавляют раствор перманганата калия до тех пор, пока интенсивность окраски оттитрованного раствора и раствора "глухого опыта" не сравняются. Объем раствора, создающего окраску в "глухом опыте" (число капель, умноженное на объем капли), вычитают из объема раствора перманганата, пошедшего на титрование анализируемого раствора. Таким образом, находят объем раствора перманганата, который требуется только для окисления взятого количества щавелевой кислоты. Молярная концентрация эквивалента раствора перманганата определяется из уравнения:

C(1/5 KMnO₄) = V(H₂C₂O₄)  C(1/2 H₂C₂O₄  2H₂O) / V(KMnO₄),

где: C(1/2 H₂C₂O₄  2H₂O) – молярная концентрация эквивалента раствора щавелевой кислоты, моль/л;

V(H₂C₂O₄) – объем раствора щавелевой кислоты, взятый на титрование, мл;

V(KMnO₄) - объем раствора перманганата калия, пошедший на титрование раствора щавелевой кислоты за вычетом объема, израсходованного на создание окраски в "глухом опыте", мл.