Методы окислительно-восстановительного титрования
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
.Возможность титрования без индикатора.
.Доступность перманганата калия.
Наряду с перечисленными достоинствами метод перманганатометрии имеет ряд недостатков:
1.Титрант КMnO4 готовят как вторичный стандарт, поскольку исходный реагент - перманганат калия - трудно получить в химически чистом состоянии.
2.Реакции с участием MnO4- возможны в строго определенных условиях (рН, температура и т. д.).
.Титрование раствором КMnO4 не рекомендуется проводить в присутствии Cl-, так как это затрудняет определение некоторых веществ, поскольку HCl часто применяют для растворения минеральных объектов.
4.2 Применение метода
.Определение восстановителей. Если окислительно-восстановительная реакция между определяемым восстановителем и MnO4- протекает быстро, то титрование проводят прямым способом. Так определяют оксалаты, нитриты, пероксид водорода, железо (II), ферроцианиды, мышьяковистую кислоту и др.:
Н2О2 + 2MnO4- + 6Н+ = 5О2 + 2Мn2+ + 8Н2О
5[Fe(CN)6]4- + MnO4- + 8H+ = 5[Fe(CN)6]3- + 2Mn2+ + 4H2O
AsIII + 2MnO4- + 16H+ = 5AsV + 2 Mn2+ + 8H2O
5Fe2+ + MnO4- +8H+ = 5Fe3+ + 2Мn2+ + 4Н2О
Для прямого перманганатометрического определения ионов Fe3+ необходимо их предварительно количественно восстановить до Fe2+, используя один из восстановителей: SnCl2, Zn, N2H4.
При анализе растворов, содержащих железо (II) и железо (III) в отдельной пробе исходного раствора смеси ионов прямым титрованием раствором KMnO4 определяют содержание Fe2+. Параллельно в такой же пробе анализируемой смеси восстанавливают Fe3+ до Fe2+ и титруют раствором KMnO4 суммарное количество ионов Fe2+. Из результатов определения общего содержания железа, полученных титрованием восстановленного раствора, вычитают результат определения содержания Fe2+ до восстановления и вычисляют содержание в анализируемой смеси ионов Fe3+.
При перманганатометрическом определении нитритов изменяют порядок титрования на обратный (реверсивное титрование): стандартный раствор перманганата титруют анализируемым раствором нитрита. Это обусловлено тем, что нитриты разлагаются в кислой среде с образованием оксидов азота. Реакцию окисления нитрита раствором KMnO4 можно записать:
NO2- + 2MnO4- + 6H+ = 5NO3- + 2Мn2+ + 3Н2О
В случае замедленных реакций определение проводят способом обратного титрования избытка перманганата. Так определяют муравьиную, поли- и оксикарбоновые кислоты, альдегиды и другие органические соединения:
HCOO- + 2MnO4- + 3OH- = CO32- + 2MnO42- + 2H2O + (MnO4-)
избыток остаток
MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O
остаток
.Определение окислителей. Добавляют избыток стандартного раствора восстановителя и затем титруют его остаток раствором KMnO4 (способ обратного титрования). Например, хроматы, персульфаты, хлориты, хлораты и другие окислители можно определять перманганатометрическим методом, подействовав сначала избытком стандартного раствора Fe2+, а затем оттитровав непрореагировавшее количество Fe2+ раствором KMnO4:
Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + (Fe2+)
избыток остаток
Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
остаток
.Определение веществ, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами, проводят косвенным способом, например титрованием по замещению. Для этого определяемый компонент переводят в форму соединения, обладающего восстановительными или окислительными свойствами, а затем проводят титрование. Например, ионы кальция, цинка, кадмия, никеля, кобальта, осаждают в виде малорастворимых оксалатов:
М2+ + С2О4- = vМС2О4
Осадок отделяют от раствора, промывают и растворяют в H2SO4:
МС2О4 + H2SO4 = H2C2O4 + MSO4
Затем H2C2O4 (заместитель) титруют раствором KMnO4:
2MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O
4.Определение органических соединений. Отличительной особенностью реакций органических соединений с MnO4- является их малая скорость. Определение возможно, если использовать косвенный способ: анализируемое соединение предварительно обрабатывают избытком сильнощелочного раствора перманганта и дают возможность реакции протекать необходимый период времени. Остаток перманганата титруют раствором оксалата натрия:
С3Н5(ОН)3 + 14MnO4- + 20OH- = 3CO32- + 14MnO42- + 14H2O + (MnO4-), избыток остаток
2MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O
остаток
Табл.3. Примеры определения некоторых неорганических и органических соединений перманганатометрическим методом
Определяемое соединение (ион)Реакции, используемые в ходе анализаУсловия анализаSbIII5SbIII + 2MnO4- + 16H+ = 5SbV +2Mn2+ + 8H2OПрямое титрование. Среда ? 2М HClSn2+5Sn2+ + 2MnO4- + 16H+ = 5Sn4+ + 2Mn2+ + 8H2OСреда ? 1M H2SO4 Исключить доступ О2Ti3+5Ti3+ + MnO4- + 8H+ = 5Ti4+ + Mn2+ + 4H2OСреда - 1М H2SO4W3+5W3+ + 3MnO4- + 24H+ = 5W6+ + 3Mn2+ + 12H2OСреда - 1М H2SO4U4+5U4+ + 2MnO4- + 16H+ = 5U6+ + 2Mn2+ + 8H2OСреда - 1М H2SO4V4+5V4+ + MnO4- + 8H+ = 5V5+ + Mn2+ + 4H2OСреда - 1М H2SO4Br? 10Br? + 2MnO4- + 16H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 5Br2Титрование в 2М растворе H2SO4 при кипячении для удаления Br2СН3ОНСН3ОН + 6MnO4-изб. + 8OH- = CO32- + 6MnO42- + 6H2O + (MnO4-)ост. HCOO- + 2(MnO4-)ост. + 3Ва+ + 3OH- = ВаCO3 + v2ВаMnO4 + 2H2OОбратное титрование Остаток непрореагировавшего MnO4- после добавления соли бария титруют раствором формиата натрияCa2+, Mg2+, Zn2+, Co2+, La3+, Th4+, Ba2+, Sr2+, Pb2+, Ag+ М2+ + С2О4- = vМС2О4 + (С2О4-)ост. 2MnO4- + 5(С2O42-)ост. + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O М2+ + С2О4- = vМС2О4 МС2О4 + H+ = H2C2O4 + M2+ 2MnO4- + 5С2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2OОсадок МС2О4 отделяют и отбрасывают, фильтрат и промывные воды титруют при 2М H2SO4. Титрование по замещению Осадок МС2О4 отделяют, промывают, растворяют в 2М H2SO4 и титруют, как указано выше
4.3 Приготовление 0,05н раствора перманганата калия и его стандартизация по щавелевой кислоте или оксалату аммония (натрия)
Титрованный раствор перманганата