4.2.5 Окислительно-восстановительное титрование
Изучите материал, изложенный в пособии (Н.В. Слученкова, Т.Е.Иванова «Аналитическая химия», с. 55-57) и материал учебника (И.К. Цитович «Курс аналитической химии», 2004, с. 300-305) и ответьте на вопросы:
1. Почему раствор KMnO4 нельзя приготовить по точной навеске?
2. Почему концентрация KMnO4 в растворе уменьшается после его приготовления?
3. Какие процессы происходят при хранении раствора KMnO4 на свету (уравнение реакции)?
4. Рассчитайте молярные массы эквивалентов KMnO4 и Н2С2О4·2Н2О и напишите соответствующие уравнения полуреакций.
5. Почему при титровании перманганатом калия его раствор вначале приливают медленно?
Лабораторная работа №5: «Перманганатометрическое титрование»
Цель: закрепить практические умения приготовления стандартных растворов, отбора проб и проведения титрования, освоить метод перманганатометрии.
Необходимая посуда и реактивы: штативы, бюретки на 25 мл, колбы на 500 мл, мерные колбы на 100 мл, колбы для титрования на 100 мл, 250 мл, пипетки мерные на 10 мл, 100 мл, груши, воронки, мерные цилиндры, электрическая плитка, асбестированная сетка, стеклянные бюксы, технохимические и аналитические весы, кристаллические KMnO4, Н2С2О4·2Н2О, 2н. раствор H2SO4, раствор соли Мора.
Порядок выполнения работы:
А. Приготовление 500 мл ≈0,05н. раствора KMnO4
Рассчитать величину навески, используя формулы (29) и (39) (см. пособие с. 41, 56) и уравнение полуреакции:
_
MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O
Взвесить 0,8г КMnO4 на технохимических весах и перенести в стакан емкостью 500 мл, растворить в горячей дистиллированной воде следующим образом. В стакан с навеской добавляют небольшие порции горячей воды, тщательно перемешивают. Время от времени осторожно сливают жидкость с кристаллов в колбу на 500 мл, заменяя её новой порцией горячей воды. Когда вся навеска растворится, смыть все капли перманганата калия со стенок стакана холодной дистиллированной водой в колбу на 500 мл. Довести объем раствора в колбе холодной дистиллированной водой до метки, тщательно перемешать, закрыть колбу и поставить в темное место на 7 дней.
Б. Приготовление 100 мл стандартного раствора щавелевой кислоты
Рассчитать величину навески, используя формулы (29) и (40) (см. пособие с. 41, 56) и уравнение полуреакции:
_
С2О42- – 2е → 2СО2
Приготовить стандартный раствор щавелевой кислоты, предварительно взяв навеску на технохимических весах и точно взвесив её на аналитических весах.
Результаты взвешиваний:
Измеряемая величина |
Технохимические весы |
Аналитические весы |
Масса навески, г |
0,32 |
|
Масса пустого бюкса, г |
|
|
Масса бюкса с навеской, г |
|
|
Рассчитать титр и молярную концентрацию эквивалента щавелевой кислоты, используя точную величину навески (см. данные взвешивания на аналитических весах) и формулы (23) и (30) (см. пособие с. 38, 41).
В. Стандартизация раствора KMnO4 по щавелевой кислоте
Подготовить к работе бюретку. Заполнить её раствором KMnO4, установить «0» деление по верхнему краю жидкости. В колбу для титрования отобрать мерной пипеткой 10 мл стандартного раствора Н2С2О4·2Н2О, добавить цилиндром 10 мл 2н. раствора H2SO4, нагреть содержимое колбы на электрической плитке до 70–800С (не допуская кипения, при котором щавелевая кислота разлагается) и оттитровать горячий раствор щавелевой кислоты раствором KMnO4.
Примечание: Раствор KMnO4 приливают медленно, по каплям, при энергичном перемешивании содержимого колбы. Каждую следующую каплю добавляют лишь после того, как обесцветилась предыдущая. Первоначально обесцвечивание будет идти медленно, так как KMnO4 медленно реагирует с щавелевой кислотой. Затем по мере образования некоторого количества MnSO4, играющего здесь роль катализатора, реакция и, следовательно, обесцвечивание раствора ускорится. Титрование прекращают, когда первая избыточная капля KMnO4 окрасит раствор в бледно-розовый цвет, не исчезающий в течение 30 секунд. Записать результат титрования в таблицу (так как уровень титранта устанавливали на «0» по верхнему краю жидкости, результат титрования отсчитывают также по верхнему краю мениска). Повторить титрование 3 раза до получения 3-х сходящихся результатов.
Результаты титрования:
№ титрования |
Объем титранта, мл |
Средний объем титранта, мл |
1 |
V1 = |
|
2 |
V2 = |
|
3 |
V3 = |
|
4 |
V4 = |
|
|
|
|
|
|
Рассчитать молярную концентрацию эквивавалента раствора КMnO4, используя формулу (33) (см. пособие с. 42):
Г. Определение содержания железа (II) в растворе соли Мора (NH4)2Fe(SO4)2 (контрольно-аналитическая задача)
Полученный от преподавателя раствор соли Мора в мерной колбе на 100 мл довести дистиллированной водой до метки и тщательно перемешать. Отобрать мерной пипеткой 10 мл раствора соли Мора в колбу для титрования, добавить цилиндром 10 мл 2н. раствора Н2SO4 и оттитровать раствором КMnO4 до появления бледно-розовой окраски от одной избыточной капли титранта, устойчивой в течение 30 секунд.
Повторить титрование 3 раза. Из трех сходящихся результатов найти средний объем титранта и рассчитать массу железа (II) в колбе.
Результаты титрования:
№ титрования |
Объем титранта, мл |
Средний объем титранта, мл |
1 |
V1 = |
|
2 |
V2 = |
|
3 |
V3 = |
|
4 |
V4 = |
|
|
|
|
|
|
Рассчитать массу железа в исследуемом растворе, используя формулы (34) и (40) (см. пособие с. 43, 56) и уравнение полуреакции:
_
Fe2+ – e- → Fe3+
