Лекция №3 Методы окислительно восстановительного титрования (редоксиметрия оксидиметрия). Перманганатометрия



Скачать 73.12 Kb.
Дата01.08.2016
Размер73.12 Kb.
ТипЛекция
Лекция № 3

Методы окислительно – восстановительного титрования

(редоксиметрия оксидиметрия). Перманганатометрия.
1. Общая характеристика методов.
Методы редоксиметрии основаны на окислительно-восстановительных реакциях, которые имеют ряд особенностей по сравнению с реакциями ионного обмена:


  1. Взаимодействуют не только окислители и восстановители, но и другие вещества.

  2. Реакции протекают в несколько стадий, каждая из которых имеет свою скорость.

  3. Скорость окислительно-восстановительных реакций ниже скорости реакции ионного обмена, поэтому для протекания этих реакций до конца создаются особые условия.

  4. При одних и тех же исходных веществах возможны различные направления реакции.


Классификация методов редоксиметрии (оксидиметрии)
В основе классификации лежит характер рабочего раствора (титранта). Наиболее распространены методы перманганатометрии (рабочий раствор KMnO4), йодометрии (рабочий раствор Na2S2O3 - тиосульфат Na), бихроматометрии (рабочий раствор K2Cr2O7), нитритометрии (рабочий раствор (NaNO2)
Фиксирование точки эквивалентности


  1. По изменению окраски титруемого раствора, происходящего от добавления избыточной капли окрашенного титранта (KmnO4).

  2. С помощью специфических индикаторов (йодометрия).

  3. С помощью окислительно-восстановительных индикаторов, которые имеют различную окраску в окислительной и восстановленной формах (дифениламин - восстановленная форма бесцветная, окисленная - сине-фиолетовая)


Применение методов редоксиметрии
Широко применяются в клиническом санитарно-гигиеническом анализе и при анализе фармацевтических препаратов.

методом перманганатометрии определяют содержание Са в крови. Метод применяется также для определения количества KMnO4, необходимого для окисления органических веществ в сточных водах; для определения содержания H2O2 в фармацевтическом анализе.

Метод йодометрии используется для определения сахара в крови, свободного Cl в воде и активного Cl в хлорной извести. При анализе фармацевтических препаратов этот метод применяется для определения концентрации свободного йода, количества йодидов и тиосульфата натрия.

Метод броматометрии применяется для анализа соединений мышьяка, белого стрептоцида и других лекарственных препаратов.

Метод нитритометрии используется для анализа стрептоцида, сульфадимезина, норсульфазола, левомицетина, новокаина и других препаратов.

2. Перманганатометрия

Перманганатометрией называется титриметрический метод, в котором в качестве рабочего раствора применяют KMnO4, который является сильным окислителем, особенно в кислой среде.

В зависимости от среды при восстановлении KMnO4 получаются различные конечные продукты. В кислой среде ионы MnO4- восстанавливаются до бесцветных ионов Mn2+: MnO4- + 5 е + 8 Н+ Mn2+ = 4Н2О

В слабокислой, нейтральной и щелочной среде ионы MnO4- восстанавливают до соединений Mn (IV), образуя темно-коричневый осадок диоксида марганцаMnO2:

MnO4- + 2Н2О + 3 е MnO2 + 4OH-

Образование темного осадка затрудняет определение конца реакции, поэтому титрование проводят в кислой среде, прибавляя большой избыток кислоты. Кроме того, окислительная активность перманганата в кислой среде гораздо выше, чем в щелочной и нейтральной. Для подкисления применяют только серную кислоту. HCl нельзя применять, т.к. она вступает в окислительно-восстановительную реакцию с KMnO4 и расходующееся на нее добавочное количество рабочего раствора искажало бы результаты титрования. Азотная кислота (HNO3), которая является окислителем, для подкисления в методах оксидиметрии не применяется.

Ионы MnO4- придают раствору KMnO4 малиновую окраску. В процессе титрования KMnO4 обесцвечивается. В момент, когда в растворе не останется восстановителя, от прибавления одной капли KMnO4 титруемая смесь приобретает розовую окраску. Таким образом, точка эквивалентности фиксируется при помощи самого же рабочего раствора и индикатор в этом методе не применяется.

В некоторых случаях реакция окисления с помощью KMnO4 проходит с небольшой скоростью. Поэтому титрование проводят в нагретом почти до кипения растворе. Реакция ускоряется и за счет действия катализатора, роль которого выполняют ионы Mn2+, которые образуются в процессе титрования (автокатализ), поэтому специально катализатор не добавляют. Однако в самом начале титрования катализатор отсутствует, поэтому первые порции раствора KMnO4 реагирует медленно и начинать титрование нужно с прибавлением очень небольших порций KMnO4.

Титрованный раствор KMnO4 по точной навеске приготовить нельзя, т.к. KMnO4 всегда содержит примеси (чаще MnO2). Кроме того, он легко восстанавливается под влиянием органических веществ, присутствующих в воде. Вследствие этого концентрация раствора KMnO4 в первое время после приготовления несколько уменьшается. Поэтому раствор KMnO4 готовят приблизительно нужной концентрации, а титр устанавливают.

Исходное вещество для установки титра KMnO4 - щавелевая кислота H2C2O4 × 2H2O. При титровании протекает следующая реакция:


2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2C2O4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O
C2O42- - 2 е 2CO2 5

MnO4- +8H+ + 5 е Mn2+ + 4H2O 2


Перманганатометрию чаще всего применяют для анализа солей железа (II), кальция (в виде оксалата), щавелевой кислоты, меди (I) пероксида водорода. Метод перманганатометрии можно применять для определения окислителей. В этом случае применяют обратное титрование, прибавляя и определяемому веществу заведомо избыточное точно отмеренное количество раствора восстановителя. Затем избыток восстановителя титруют раствором KMnO4.

Практическая работа по методу перманганатометрии
«Определение концентрации рабочего раствора KMnO4 по децинормальному (0,1Н) раствору щавелевой кислоты. Определение содержания H2O2 в исследуемом растворе»
Цель работы: определение концентрации KMnO4, содержания H2O2 в исследуемом растворе.
Реакция, лежащая в основе определения:
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 - 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 +8H2O
H2O2 - 2 е = O2 + 2H+ 5

MnO4 +8H+ + 5 е = Mn2+ + 4H2O 2


5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ = 5O2 Mn2+ + 8H2O


п/п

Система действий

Условия ориентирования действий,

условия выполнения

Критерии оценки

1.

Приготовить 100 мл рабочего раствора KMnO4 0,1 Н

1. Делаем расчет:

1 л раствора - 31,6 г KMnO4

100 мл х г.
2. Готовим раствор на 100 мл


100 мл
H2O2 (д)

г. KMnO4

Δ


Навеска должна быть близка к расчетной. KMnO4 ≈ 0,1 Н

Раствор должен отстояться 7 дней.



2.

Приготовить установочный раствор щавелевой кислоты 0,1 Н 100 мл

1. Делаем расчет:
Дано:

Vр-ра = 100 мл

СN = 0,1 Н
m(H2C2O4×2H2O)

100 мл
2. Готовим раствор H2O2 (д)
Н2С2О4 × 2Н2О


Навеска должна быть близка к расчетной. Взвешивают в бюксе или на часовом стекле.

При расчетах учесть, что Н2С2О4 × 2Н2О - кристаллогидрат



3.

Определить точную концентрацию рабочего раствора KMnO4 по Н2С2О4

Проводим титрование по схеме:

0 KMnO4 ≈ 0,1 Н

нагреть до

15 мл H2SO4 (1:8) Т = 80-90С0

50 мл Н2О (д) не кипятить

10 мл Н2С2О4 0,1 Н



бледно-роз

бесцв.


Титрование провести 2-3 раза до получении сходных результатов

4.

На основе титрования проводим вычисления

Дано:

V(Н2С2О4)= 10 мл

N(Н2С2О4) = 0,1Н

V1KMnO4

V2KMnO4

Vср KMnO4


Nпр - ? К - ?

Т KMnO4/Н2С2О4 - ?




«0» устанавливается по верхнему краю мениска

5.

Разведение исследуемого раствора Н2О2 (1:10)



100 мл

10 мл Н2О2

Н2О (д) до метки


Тщательно перемешать

6.

Определение содержания раствора Н2О2 в исследуемом растворе

Проводим титрование по схеме:

0 KMnO4

10 мл Н2О2 (1:10)

5 мл Н2SO4 (разб.)





бледно-роз.

бесцв.


Титрование проводить 2-3 раза до получения сходных результатов.

7.

На основе титрования проводим вычисления содержания Н2О2 в растворе в %

Дано: Вычисления проводим по формуле:

V1KMnO4 х =

V2KMnO4

Vср KMnO4


х - ? %

V - объем KMnO4, мл

К - поправочный коэффициент

Т - 0,0017 г/мл

а - объем Н2О2, взятый для определения

V1 - объем раствора Н2О2 первого разведения, мл



V2 - объем аликвотной части разведения, мл





Вывод:
Каталог: wp-content -> uploads
uploads -> Черноземова Е. Н. История английской литературы: Планы. Разработки. Материалы. Задания. 2-е изд., испр
uploads -> Русский хит а – Студио – Fashion Girl
uploads -> Репертуар группы cosa nostra русский хит
uploads -> Штрафы в системе «Платон» отложены на полгода
uploads -> "Сапсан" Авиационное и радиоэлектронное оборудование планера
uploads -> Руководство по летной эксплуатации Планера л-13 «Бланик» содержание предисловие 3 подготовка к взлету 3
uploads -> Учебный курс. Конструкция и эксплуатация планера л-13 «Бланик» Тема №1 «Общая характеристика и основные данные планера» Общая характеристика и основные данные планеров
uploads -> Возобновляемые источники энергии и технологическая платформа модернизации


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница