Уравнение реакции стандартизации раствора kmno4

СТАНДАРТИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО РАСТВОРА

ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ KMnO₄

Перманганат калия обычно содержит ряд примесей, поэтому нельзя считать, что раствор, приготовленный из навески, имеет точную концентрацию, т.е. является стандартным. Кроме того, концентрация перманганата в растворе понижается из-за его взаимодействия с органическими веществами и другими восстановителями, присутствующими в воде.

Раствор перманганата калия должен храниться в склянке из темного стекла, так как под действием света происходит разложение его по реакции:

4 KMnO₄ +2 H₂O à 4 MnO₂ ¯ + 4 KOH + 3O₂

Через 5-7 дней после приготовления раствор перманганата калия отфильтровывают через стеклянный фильтр и проводят его стандартизацию.

Молярную концентрацию эквивалента раствора перманганата калия обычно устанавливают по стандартному раствору перекристаллизованного кристаллогидрата щавелевой кислоты Н₂С₂О₄ . 2Н₂О.

(.Стандартизация титранта по раствору первичного стандарта.

Задание: стандартизировать титрант — раствор KMnO₄.

Цель работы: научиться стандартизировать основной титрант метод перманганатометрии — раствор KMnO₄, а именно: получить навыки проведения прямого безындика­торного титрования восстановителей в перманганатометрии; закрепить навыки составления ОВ реакций и расчета молярных масс эквивалентов окислителя и восстановите­ля; закрепить навыки выполнения расчетов нормальности раствора по результатам прямого титрования.

Реактивы: титрант — раствор KMnO₄ (приблизительная концентрация 0,05 н.); раствор первичного стандарта -0,05000 н. Na2C2O4; 1 М H2SO4 — для создания среды.

Посуда: бюретки со стеклянным краном; пипетки Мо­ра; мерный цилиндр для отмеривания раствора H2SO4; колбы для титрования (3 шт.); воронки; дозатор для пипе­ток или резиновая груша.

Ход выполнения работы

Бюретку наполнить раствором KMnO₄, точную концен­трацию которого следует установить, и готовить ее к рабо­те, как обычно. Так как раствор KMnO₄ имеет темную ок­раску, то нулевое деление на бюретке и отсчеты объема при титровании следует устанавливать и определять по верхнему краю мениска. В колбу для титрования мерным цилиндром внести 10 мл 1 М раствора H2SO4 и 10,00 мл анализируемого раство­ра Na2C2O4 (пипетка Мора). Содержимое колбы нагреть на плитке до 80. 90 0 С, т.е. до начала запотевания внутрен­них стенок колбы для титрования (не кипятить!), и титро­вать горячую реакционную смесь раствором KMnO4. В на­чале титрования каждую следующую каплю раствора KMnO4 прибавлять лишь после того, как полностью обес­цветится окраска от предыдущей капли. Титрование за­кончить при появлении бледно-розовой окраски, устойчи­вой в течение 30 с. Повторять титрование до получения трех сходящихся, т.е. отличающихся друг от друга не бо­лее чем на 0,1 мл, результатов.

По результатам титрования рассчитать нормальность раствора KMnO4, как обычно при использовании прямого титрования. Результаты занести в таблицу:

Составить уравнение реакции с использованием элек­тронно-ионного метода, определить фактор эквивалентно­сти окислителя и восстановителя и рассчитать молекуляр­ные массы их эквивалентов. Охарактеризовать условия выполнения титрования.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ РАСТВОРА ПЕРМАНГАНАТА КАЛИЯ. ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧЕ­СКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА

Задание: стандартизировать титрант — раствор KMnO₄.

Цель работы: научиться стандартизировать основной титрант метод перманганатометрии — раствор KMnO₄, а именно: получить навыки проведения прямого безындика­торного титрования восстановителей в перманганатометрии; закрепить навыки составления ОВ реакций и расчета молярных масс эквивалентов окислителя и восстановите­ля; закрепить навыки выполнения расчетов нормальности раствора по результатам прямого титрования.

Реактивы: титрант — раствор KMnO₄ (приблизительная концентрация 0,05 н.); раствор первичного стандарта -0,05000 н. Na2C2O4; 1 М H2SO4 — для создания среды, раствор пероксида водорода

Приборы: электроплитки, водяная баня

Посуда: бюретки со стеклянным краном; пипетки Мо­ра; мерный цилиндр для отмеривания раствора H2SO4; колбы для титрования (3 шт.); воронки; дозатор для пипе­ток или резиновая груша.

1. Стандартизация 0,05 н 1/5KMnO₄

Стандартный раствор перманганата калия является вторичным. Приготовление этого раствора имеет ряд особенностей. Свежеприготовленный раствор кипятят в течение 10 минут, а затем выдерживают несколько дней для того, чтобы прошли процессы окисления органических веществ, которые могут содержаться в воде. Образовавшийся осадок MnO₂ следует обязательно удалить, так как данное вещество катализирует разрушение перманганата.

4 KMnO₄ +2 H₂O à 4 MnO₂ ¯ + 4 KOH + 3O₂

Диоксид марганца отфильтровывают с помощью стеклянного фильтра. Стандартные растворы KMnO₄ следует хранить в сосудах тёмного стекла с притёртыми пробками. Стандартизацию растворов следует проводить каждый раз перед применением. В качестве первичного стандарта для стандартизации раствора KMnO₄ используют Na₂C₂O₄, H₂C₂O₄×2H₂O, Fe, As₂O₃ и другие вещества. Например:

Реакция взаимодействия между перманганат- и оксалат-ионами, протекает медленно, поэтому её проводят при нагревании (около 70°С). Данная реакция является автокаталитической — роль катализатора выполняют ионы Mn 2+ , образующиеся в ходе реакции.

Cтандартизацию раствора перманганата калия проводят по следующей методике. В 3 колбы для титрования вносят по 10,00 мл 0,05000 М 1/2H₂C₂O₄, прибавляют в каждую колбу по 10 мл 20% (1M) раствора H₂SO₄, нагревают до температуры примерно 70 °С и медленно титруют стандартизируемым раствором перманганата калия до слабо-розового окрашивания, устойчивого в течение не менее 15 секунд.

Расчёт молярной концентрации 1/5KMnO₄ в стандартизируемом растворе проводят по следующей формуле

СТАНДАРТИЗАЦИЯ раствора перманганата калия

Цель работы – установить точную концентрацию раствора KMnO₄.

Сущность работы. Точную концентрацию раствора перманганата калия устанавливают через 8–10 дней после его приготовления по щавелевой кислоте H₂C₂O₄∙2H₂O, оксалату натрия Na₂C₂O₄ и другим веществам. За это время происходит окисление восстановителей, присутствующих в дистиллированной воде (пыль, следы органических соединений), и концентрация KMnO₄ стабилизируется.

Оксалат натрия и щавелевая кислота являются наиболее удобными установочными веществами, так как они не токсичны и устойчивы при хранении.

Титрование оксалат-ионов перманганатом калия проводят в сернокислой среде:

Реакция взаимодействия перманганата калия с оксалат-ионами относится к типу автокаталитических. Она катализируется ионами Mn 2+ . Первые капли KMnO₄ даже в горячем растворе обесцвечиваются очень медленно. В ходе титрования концентрация ионов Mn 2+ возрастает и скорость реакции увеличивается.

Лабораторная посуда: бюретка; пипетка Мора; коническая колба для титрования; мерная колба вместимостью 50–100 мл; мерный цилиндр (10–25 мл).

Рассчитывают ориентировочную массу установочного вещества – H₂C₂O₄∙2H₂O, необходимую для приготовления 100,0мл 0,05 н. раствора;

Навеску H₂C₂O₄∙2H₂O в количестве, отличающемся не более чем на 10 % от расчетного, взвешивают в тигле на технических, а затем на аналитических весах. Навеску аккуратно пересыпают через сухую воронку в мерную колбу и струей дистиллированной воды смывают ее в колбу. Тигель с оставшимися на стенках частицами Н₂С₂O₄×2H₂O снова взвешивают на аналитических весах. По разности двух взвешиваний находят массу вещества, перенесенного в колбу:

Заполняют колбу на 2 /₃ объема дистиллированной водой. Снимают с колбы воронку и, перемешивая ее содержимое плавными круговыми движениями, добиваются полного растворения щавелевой кислоты. Разбавляют раствор до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают содержимое колбы, многократно перевертывая и встряхивая ее. Вычисляют молярную концентрацию эквивалента щавелевой кислоты С( 1 /₂Н₂С₂O₄) с точностью до 4 значащих цифр.

С( 1 /₂Н₂С₂O₄) = =

Промывают и заполняют бюретку раствором KMnO₄ и устанавливают уровень жидкости на нуле. Отсчеты объема при титровании перманганатом калия целесообразно делать по верхнему краю мениска.

Помещают в коническую колбу для титрования

10 мл 2 н. раствора H₂SO₄ и нагревают до 80–85 о С. Категорически запрещается кипятить на плитке раствор серной кислоты, так как ее пары имеют резкий неприятный запах. Пипеткой отбирают из мерной колбы аликвотную часть (10мл) раствора Н₂С₂O₄ и вносят в нагретый раствор серной кислоты. Горячий раствор титруют перманганатом калия по каплям, энергично перемешивая. Каждую следующую каплю прибавляют толькопосле того, как исчезнет окраска от предыдущей. Титруют до неисчезающей в течение 30 с слабо-розовой окраски.

Титрование повторяют несколько раз, пока не будет получено не менее трех значений объема титранта, различающихся между собой не более чем на 0,1 мл. Все полученные результаты должны обязательно заноситься в лабораторный журнал, даже если они и одинаковые. Рассчитывают средний объем титранта, учитывая только те значения, которые различаются не более чем на 0,1 мл;

По результатам титрования рассчитывают точную концентрацию раствора перманганата калия:

С( 1 /₅KMnO₄) = =

Дата выполнения: «___» ___________ 20__ г.

Подпись преподавателя: _________________

Дата защиты: «___» ___________ 20__ г.

Уравнение реакции стандартизации раствора kmno4

Опыт 1. Стандартизация раствора перманганата калия по щавелевой кислоте.

Принцип метода. Титрованный раствор перманганата калия нельзя приготовить из точной навески, т. к. перманганат калия содержит примеси. Кроме того, концентрация этого титранта со временем понижается, т. к. он расходуется на взаимодействие с аммиаком, органическими веществами и другими восстановителями, присутствующими в воде. Поэтому точную концентрацию раствора перманганата калия устанавливают обычно через несколько дней после его приготовления. Исходными веществами для его стандартизации служат свежеперекристаллизованная щавелевая кислота (H2C2O4 · 2H2O) или её соли.

Реакция между оксалат-ионами и перманганат-ионами протекает сложно, и упрощённо может быть представлена уравнением:

5С2O42- + 2MnO4-+ 16H+ ® 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2.

5 С2O42- — 2e — ® 2CO2

2 MnO4-+ 8H+ + 5e- ® Mn2+ + 4H2O

В действительности реакция протекает в несколько стадий и для её начала необходимо присутствие катиона марганца (II):

MnO4-+ MnС2O4 ® MnO42-(манганат-ион) + MnС2O4+.

Манганат-ион в кислом растворе быстро диспропорционирует:

А) Mn(VI) + Mn(II) ® 2Mn(IV); б) Mn(IV) + Mn(II) ® 2Mn(III). Марганец (III) образует оксалатные комплексы состава Mn(С2O4)n(3-2n)+, где n=1,2,3; они медленно разлагаются с образованием Mn(II) и CO2. Таким образом, пока в растворе не накопится в достаточных концентрациях марганец (II), реакция между MnO4- и С2O42- протекает очень медленно.

Реагенты и оборудование: раствор перманганата калия (»0,05 н); 2 н раствор серной кислоты; стандартный 0,05 н раствор щавелевой кислоты (Мэ=1/2М(H2C2O4)); бюретка; стеклянная воронка; конические колбы ёмкостью 100 мл; пипетки Мора; стеклянный цилиндр ёмкостью 50 мл; электроплитка.

Ход анализа. В чистую бюретку заливают раствор перманганата калия и подготавливают к титрованию. В коническую колбу для титрования отбирают пипеткой Мора 10,00 мл раствора щавелевой кислоты, прибавляют 10 мл 2 н серной кислоты и нагревают раствор в колбе до 70-80° С (не допуская кипения, при котором щавелевая кислота разлагается) и горячий раствор титруют раствором перманганата калия. Раствор перманганата калия нужно добавлять медленно, по каплям, при непрерывном взбалтывании раствора. Каждую следующую каплю добавляют лишь после того, как обесцветилась предыдущая. Вначале обесцвечивание перманганата калия будет происходить медленно, но по мере образования марганца (II), оно ускорится.

Титрование прекращают, когда избыточная капля перманганата калия сообщит раствору бледную малиновую окраску, не исчезающую в течение 1-2 минут. Отсчёт по бюретке удобно брать по верхнему краю мениска, т. к. нижний плохо виден. Повторяют титрование 2-3 раза.

Обработка результатов. Из сходящихся отсчётов берут средний результат титрования и вычисляют нормальность (Сэ) раствора перманганата калия по формуле:,