Встановлення титру робочого розчину перманганату

3.2. Встановлення титру робочого розчину перманганату.

Для встановлення титру розчину KMnO₄ запропоновано багато стандартних речовин, наприклад H₂C₂O₄*2H₂O, Na₂C₂O₄, As₂O₃, K₄[Fe(CN)₆]*3H₂O, металічне залізо та ін.

Найбільш зручними є Na₂C₂O₄  та H₂C₂O₄*2H₂O. Обидві ці речовини повинні бути хімічно чистими та строго відповідати своїм формулам.

Очистка Na₂C₂O₄ легко досягається перекристалізацією солі з води та висушуванням при 240-250 ⁰С . Оксалат натрію не гігроскопічний, не містить кристалізаційної води та не змінюється при зберіганні. Щавлеву кислоту очищують дещо важче, ніж Na₂C₂O₄ ; вона також не гігроскопічна, але містить кристалізаційну воду, та на відміну від Na₂C₂O₄ здатна випаровуватися.

 Сумарна реакція, що перебігає при титруванні цих речовин перманганату, відповідає рівнянню:

5C₂O₄^2- + 2MnO^-₄ + 16H⁺ ® 2Mn²⁺ +8H₂O + 10CO₂↑

Окиснення C₂O₄^2- - іонів відбувається за схемою:

C₂O₄^2- - 2e ↔ 2 CO₂

Відповідно, молярні маси еквіваленту Na₂C₂O₄  та H₂C₂O₄*2H₂O дорівнюють :

Е (Na₂C₂O₄) = 134.00/2 = 66.00 г

Е (H₂C₂O₄*2H₂O) = 126.06/2 = 63.03 г

Приготування розчину стандартної речовини. На аналітичних терезах беруть точну наважку біля 0.02 *67.0*0.25 = 0.335 г Na₂C₂O₄  чи 0.02*63.03*0.25 = 0.315 г H₂C₂O₄*2H₂O , переносять її без втрат в мірний циліндр ємністю 250 мл , розводять в холодній дистильованій воді, розбавляють розчин до мітки водою та ретельно перемішують. Потім вираховують та записують нормальність розчину.

Титрування. Поміщають колбу для титрування 15 - 20 мл 2 н. розчину сірчаної кислоти та нагрівають до 80 – 85 ⁰С.

Піпеткою беруть аліквотну частину (25.00 мл) отриманого розчину вихідної речовини та вносять в нагрітий розчин сірчаної кислоти (нагрівати та кип’ятити кислі розчини щавлевої кислоти не рекомендується, так як вона розкладається).

Розчин KMnO₄ поміщають в бюретку та встановлюють рівень рідини на нулі. Якщо нижній край меніску в бюретці погано видно, то можна всі розрахунки робити по верхньому краю меніска.

Далі розчин KMnO₄ приливають краплями до гарячого розчину вихідної речовини. Кожну наступну краплю додають тільки після того, як зникне забарвлення від попередньої краплі. Перші краплі розчину KMnO₄ обезбарвлюються доволі повільно. Але як тільки утворюється не багато Mn²⁺ , що є каталізатором для даної реакції, подальше обезбарвлення відбувається практично миттєво. Потрібно вловити момент, коли одна крапля перманганату забарвить весь розчин в не зникаюче протягом 30 хв блідо-рожеве забарвлення.

Точне титрування проводять не менше трьох разів та з вихідних розрахунків (різниця між ними повинна бути не більше 0.1 мл) беруть середнє.

Розрахунок. За використаними на титрування об’ємами розчинів KMnO₄ та вихідної речовини й нормальності його розчину звичайним способом находять нормальність розчину перманганату.

3.3. Перманганатометричне визначення заліза.

Одним з найважливіших в перманганатометрії є визначення заліза (II). При титруванні KMnO₄ заліза (II) воно окиснюється до заліза (III):

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺®5Fe³⁺+ Mn²⁺ + 4H₂O

Якщо в розчині присутнє залізо (II), то його титрування проводиться просто. Розчин підкислюють сірчаною кислотою і титрують перманганатом до появи в розчині блідо-рожевого забарвлення. Воно проявляється більш чітко при додаванні до розчину, що титрується, декількох мілілітрів концентрованої ортофосфорної кислоти, яка утворює з Fe³⁺ безбарвне комплексне з’єднання, і тому забарвлення розчина в кінці титрування переходить з безбарвного в рожевий. При відсутності ортофосфорної кислоти в розчині забарвлення його в кінцевій крапці змінюється від жовтого до рожевого, що ускладнює спостерігання рожевого забарвлення.

Якщо досліджений розчин містить домішки Fe³⁺ чи якщо необхідно визначати залізо в розчині, що містить Fe³⁺, то залізо попередньо відновлюють до Fe²⁺. Для цього застосовують декілька способів. Можна залізо відновити сірководнем, різноманітними металами та амальгамами, розчином хлориду олова (II) та ін.