36 приготовление рабочего раствора кмnо4 и установление его нормальности условия уравнение реакции

В перманганатометрии стандартным раствором является КМnО₄. Сущность метода заключается в окислении восстановителей раствором перманганата калия. Окисление перманганатом калия можно проводить в кислой, нейтральной и щелочной среде. Но практически окисле­ние проводят в сильнокислой среде, в которой перманганат-ион проявляет наиболее сильные окислительные свойства. Продуктом восстановления КМnО₄ в кислой среде яв­ляется почти бесцветный ион Мn 2+ :

МnО₄ + 8Н + + 5ē → Мn 2+ + 4Н₂О

Согласно закону эквивалентов молярная масса эквивалентов КМnО₄ в кислой среде равна М/5.

В нейтральной среде:

MnO₄ — + 4H + + 3 ē = MnO₂ + 2 Н₂О, тогда молярная масса эквивалентов КМnО₄ равна М/3.

В щелочной среде: MnO₄ — + ē = MnO₄ 2-

Специального индикатора для титрования не требуется, так как ион МnО₄ имеет хорошо заметную розовую окраску.

Для создания сильнокислой среды пользуются раство­рами H₂SO₄. Применение соляной и азотной кислот недо­пустимо, поскольку соляная кислота, помимо кислотных свойств, проявляет и хорошо выраженные восстанови­тельные свойства и сама способна реагировать с КМпО₄ с выделением хлора. Азотная кислота, помимо кислотных свойств, проявляет окислительные свойства и может вза­имодействовать с определяемыми восстановителями.

Для определения восстановителей, как правило, ис­пользуют методы прямого титрования, для определения окислителей — методы обратного титрования, а для опре­деления индифферентных веществ — методы как обратно­го, так и косвенного (заместительного) титрования.

Приготовить стандартный раствор по точной навеске нельзя по ряду причин:

1. Перманганат калия КМnО₄ содержит примеси.

2. При растворении в воде перманганат ка­лия окисляет органические вещества, которые содержат­ся в дистиллированной воде.

3. На устойчивость раствора КМnО₄ влияет даже свет.

Все эти факторы изменяют кон­центрацию раствора КМnО₄ и вследствие этого нельзя при­готовить его первичный стандартный раствор. В этом случае сначала готовят раствор КМnО₄ с концентрацией, прибли­зительно равной требуемой (обычно 0,02 или 0,05 моль/л). Раствор оставляют на несколько дней до полного осаждения МnО₂, хранят в темном месте в бутыли из темного стекла. После этого раствор КмnО₄ берут для работы с по­мощью сифона так, чтобы осадок МnО₂ остался на дне бутылки.

В качестве исходных веществ для установки точной концентрации рабочего раствора КМnО₄ обычно применя­ют оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ • Н₂О, оксалат натрия Na₂C₂O₄ и щавелевую кислоту Н₂С₂О₄ • 2Н₂О. Наиболее удобным из этих веществ является оксалат натрия, так как он кристаллизуется без воды и не гигроскопичен.

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Практическая работа № 14. «Стандартизация рабочего раствора KmnO4 по 0,1 н раствору оксалата натрия».

Взаимодействие между оксалатом натрия и перманганатом калия идет по уравнению:

Полуреакции:

МnО₄ + 8Н+ + 5ē = Мn 2+ + 4Н₂О 2

1. Средний объем раствора KмnO₄, пошедший на титрование раствора Na₂C₂O₄

2. Нормальность рабочего раствора KМnO₄***

3. Титр раствора KМnO₄

Вывод:Методом прямого титрования с использованием в качестве исходного вещества для установки точной концентрации рабочего раствора КМnО₄ оксалата натрия Na₂C₂O₄ установлены нормальность и титр рабочего раствора: N(1/5 КмnО₄) = …моль/л; Т (KМnO₄) = …г/моль.

* значения даны условием практической задачи

** значения устанавливают экспериментально

*** Значения нормальности и титра рассчитывают с точностью до

четвертой значащей цифры

РЕШЕНИЕ УПРАЖНЕНИЙ И ЗАДАЧ

(ЭТАП КОНТРОЛЯ И КОРРЕКЦИИ)

1. Вычислите молярные массы эквивалентов веществ в реакциях с KМnO₄

а) Na₂SO₃ в кислой среде

б) FeSO₄ в щелочной среде

МnО₄ + 8Н+ + 5ē = Мn 2+ + 4Н₂О 2

Fe 2+ — ē = Fe 3+ 1

М (Fe 2+ ) = 55,85 г/моль

2. Вычислите титр раствора KМnO₄ по Н₂С₂О₄, если нормальность KМnO₄ 0,1 моль/л.

МnО₄ + 8Н+ + 5ē = Мn 2+ + 4Н₂О 2

3. На титрование раствора FeSO₄ израсходовано 15,00 мл раствора KМnO₄, нормальность которого 0,09 моль/л. Определите массу Fe 2+ в растворе.

2Fe 2+ — 2ē = Fe 3+ ₂ 5

МnО₄ + 8Н+ + 5ē = Мn 2+ + 4Н₂О 2

Т(KМnO₄/ Fe 2+ ) = 2,51/ 1000 = 0,0025 г/л

m(Fe 2+ ) = 0,0025 • 15,00 = 0,0377 г

Ответ: m(Fe 2+ ) = 0,0377 г

РЕФЛЕКСИЯ

Метод «Цепочка пожеланий»

1. Каждому из учащихся предлагается обратиться с пожеланиями к соседу по парте по итогам занятия.

2.Заканчивает цепочку преподаватель, подводя итог рефлексии.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Видео:Приготовление стандартного раствораСкачать

§ 94. Приготовление и хранение раствора KMnO4

Титрование перманганатом проводят без индикатора. Поскольку одна капля раствора KMnO4 даже при концентрации его, равной 0,01 н., окрашивает в конце титрования 50 мл раствора в отчетливый розовый цвет, нет надобности употреблять 0,1 н. растворы перманганата. Обычно применяют его 0,02—0,05 н. растворы.

Перманганат всегда содержит примеси продуктов восстановления, например МпОг. Кроме того, он легко разлагается под влиянием восстановителей — аммиака, органических веществ, попадающих в воду с пылью, и т. п. Вследствие этого концентрация раствора KMnO4 в первое время после приготовления несколько уменьшается.

Отсюда следует, что приготовить титрованный раствор перманганата по точной навеске нельзя. Титр его необходимо устанавливать не ранее чем через 7—10 дней после приготовления раствора *.

Для того чтобы раствор KMnO4 был достаточно устойчивым и титр его не изменялся, осадок MnO2, присутствовавший в нем в качестве примеси, а также образовавшийся в результате окисления перманганатом органических веществ и аммиака, которые содержатся в воде, необходимо удалить, так как он каталитически ускоряет разложение KMnO4. Нужно также помнить, что перман-ганат окисляет резину, корковые пробки, бумагу и другие вещества, поэтому необходимо избегать соприкосновения раствора с ними. Так, нельзя фильтровать раствор KMnO4 через бумажные чрильтры, а необходимо пользоваться стеклянными фильтрующими тиглями или сливать раствор с осадка MnO2 сифоном.

Хранить раствор перманганата нужно в темноте или в склянках из темного стекла, так как свет ускоряет разложение KMnO4: 4MnOJ+ 2H2O —> 4MnO2^ + 4OH- + ZO^

Для приготовления раствора KMnO4 берут на технических весах навеску, требуемую для получения 1 л 0,02 н. раствора. Она равна 0,02-31,61 г, т. е. около 0,63 г. Далее отмеряют большим мерным цилиндром 1 л дистиллированной воды для растворения навески. Так как кристаллы KMnO4 растворяются довольно медленно, часть взятой воды нагревают почти до кипения и небольшими порциями ее обрабатывают при тщательном перемешивании лавески KMnO4 в стакане или колбе. Время от времени осторож-ло сливают жидкость с кристаллов в другой сосуд, заменяя ее яовой порцией горячей воды. Приготовленный охлажденный раствор переливают в склянку емкостью 1 л, добавляют туда же оставшуюся воду и, тщательно перемешав, оставляют на 7— 10 дней. Склянку закрывают пробкой и хранят в темноте (лучше готовить раствор в склянке из темного стекла). По истечении этого времени сифоном осторожно сливают жидкость с осевших хлопьев MnO2 (или профильтровывают через стеклянный фильтрующий тигель).

Видео:Приготовление раствора с заданной концентрациейСкачать

Перманганатометрия. Характеристика метода

Метод перманганатометрии основан на реакциях окис­ления различных веществ перманганатом калия. Окисле­ние проводят в сильнокислой среде, в которой перманганат-ион проявляет наиболее сильные окислительные свойства. Стандартный окислительный потенциал пары МnО — ₄ /Мn 2+ составляет 1,51В, поэтому перманганат калия способен реагировать с большинством восстановите­лей. Продуктом восстановления КМnО₄ в кислой среде яв­ляется почти бесцветный ион Мn 2+ :

МnО — ₄ + 8Н + +5ē → Мn 2+ + 4Н₂О,

что очень удобно для фиксирования точки эквивалентнос­ти. При титровании розовая окраска иона МnО — ₄ становит­ся заметной от одной избыточной капли рабочего раствора КМnО₄, поэтому никакого специального индикатора не требуется.

Для создания сильнокислой среды пользуются раство­рами H₂SO₄. Применение соляной и азотной кислот недо­пустимо, поскольку соляная кислота, помимо кислотных свойств, проявляет и хорошо выраженные восстанови­тельные свойства и сама способна реагировать с КМnО₄ с выделением хлора. Азотная кислота, помимо кислотных свойств, проявляет окислительные свойства и может вза­имодействовать с определяемыми восстановителями.

Метод перманганатометрии широко применяют на практике для определения восстановителей и окислите­лей, а также веществ, не проявляющих окислительных или восстановительных свойств (например, для определе­ния ионов Са 2+ в крови). Метод также используется для контроля качества питьевой воды и определения пероксида водорода в фармацевтическом анализе.

Для определения восстановителей, как правило, ис­пользуют методы прямого титрования, для определения oокислителей — методы обратного титрования, а для опре­деления индифферентных веществ — методы как обратно­го, так и косвенного (заместительного) титрования.

Например, для определения пероксида водорода, ионов железа (II) и других восстановителей проводят прямое титро­вание их растворов стандартизированным раствором КМnО₄.

Для определения окислителей, таких, как К₂Сr₂O₇ и другие, используют метод обратного титрования, суть ко­торого заключается в том, что к раствору окислителя до­бавляют заведомо избыточный и точно измеренный объем рабочего раствора восстановителя, например FeSO₄. Затем остаток FeSO₄, не прореагировавший с определяемым окислителем, оттитровывают рабочим раствором КМnО₄. В других случаях для определения окислителей используется рабочий раствор восстановителя щавелевой кислоты Н₂С₂О₄, которая окисляется до СО₂. Таким образом, при перманганатометрическом определении окислителей не­обходимы два рабочих раствора.

При определении индифферентных веществ, например ионов Са 2+ , можно пользоваться только одним рабочим раствором КМnО₄ (заместительное титрование) или двумя титрантами (КМnО₄, Н₂С₂О₄) — при обратном титровании.

При использовании заместительного титрования анали­зируемый раствор, содержащий ионы Са 2+ , обрабатывают каким-либо растворимым оксалатом, например Na₂C₂O₄, так, чтобы все ионы Са 2+ осадились в виде труднораство­римого СаС₂О₄. Выпавший осадок отфильтровывают, про­мывают и растворяют в серной кислоте:

Щавелевую кислоту в полученном растворе титруют рабочим раствором КМnО₄. Очевидно, что:

На основании этого рассчитывают массу ионов Са 2+ в анализируемом образце.

При использовании метода обратного титрования к анализируемому раствору, содержащему ионы Са 2+ , при­бавляют заведомо избыточный и точно измеренный объем стандартного раствора Н₂С₂О₄. Выпавший осадок СаС₂О₄ отделяют и отбрасывают, а остаток добавленной Н₂С₂О₄ оттитровывают рабочим раствором КМnО₄. В этом случае

На основании записанного равенства рассчитывают ко­личество или массу ионов Са 2+ в анализируемой пробе.

21.3. Приготовление рабочего раствора КМnО₄ и его стандартизация

Перманганат калия КМnО₄ содержит примеси. Среди них имеется и соединение оксид марганца (IV) МnО₂. Это соединение катализирует реакцию окисления воды перманганатом:

Кроме этого, при растворении в воде перманганат ка­лия окисляет органические вещества, которые содержат­ся в дистиллированной воде. На устойчивость раствора КМnО₄ влияет даже свет. Все эти факторы изменяют кон­центрацию раствора КМnО₄ и вследствие этого нельзя при­готовить его первичный стандартный раствор. В этом случае сначала готовят раствор КМnО₄ с концентрацией, прибли­зительно равной требуемой (обычно 0,02 или 0,05 моль/л). Раствор оставляют на несколько дней до полного осаждения МnО₂. После этого раствор КМnО₄ берут для работы с по­мощью сифона так, чтобы осадок МnО₂ остался на дне бутылки. В качестве исходных веществ для установки точной концентрации рабочего раствора КМnО₄ обычно применя­ют оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ • Н₂О, оксалат натрия Na₂C₂O₄ и щавелевую кислоту Н₂С₂О • 2Н₂О. Наиболее удобным из этих веществ является оксалат натрия, так как он кристаллизуется без воды и не гигроскопичен. Раз­ность окислительно-восстановительных потенциалов пар МnО — ₄ /Мn 2+ (Е 0 = 1,51В) и 2СО₂/С₂О₄ 2- (Е 0 = -0,49В) со­ставляет 2,01В. Большая разность потенциалов показыва­ет, что реакция протекает практически необратимо.

Для приготовления 0,1000 н. раствора щавелевой кисло­ты взвешивают 1,5758 г ее кристаллогидрата Н₂С₂О₄ • 2Н₂О на аналитических весах в бюксе или на часовом стекле. Предварительно кристаллогидрат щавелевой кислоты дол­жен быть очищен путем его перекристаллизации из воды и высушен над безводным хлоридом кальция в эксикаторе. Навеску аккуратно переносят через воронку в мерную колбу вместимостью 250 мл, после чего бюкс или часовое стекло 2-3 раза обмывают водой. Промывные воды переносят через воронку в эту же мерную колбу. Когда навеска полностью растворится, доливают раствор водой до метки, закрывают пробкой и тщательно перемешивают. Таким же образом готовится 0,1000 н. раствор оксалата натрия.

В сильнокислой среде КМnО₄ количественно восста­навливается щавелевой кислотой:

(Н₂С₂О₄ как слабый электролит при диссоциации по вто­рой ступени в сильнокислой среде существует в виде моле­кул). Хотя восстановительные свойства оксалат-ионов до­вольно хорошо выражены (E 0 (2СО₂/ С₂О₄ 2- ) = -0,49 В), ре­акция между ними и МnО₄ -ионами в начальный момент (первые капли КМnО₄) протекает очень медленно, а по­следующие капли раствора КМnО₄ обесцвечиваются очень быстро. Это связано с тем, что рассматриваемая реакция является автокаталитической и катализируется од­ним из продуктов реакции, а именно ионами Мn 2+ . Чтобы ускорить обесцвечивание первых порций КМnО₄, реакци­онную смесь в колбе для титрования нагревают до 80—90 °С (кипятить нельзя во избежание разложения Н₂С₂О₄!). После появления в реакционной смеси катализатора — ио­на Мn 2+ — реакция становится автокаталитической и про­текает с большой скоростью, так что последующие порции раствора КМnО₄ в ходе титрования обесцвечиваются сра­зу же.

Раствор КМnО₄ с установленной концентрацией, в свою очередь, может служить вторичным стандартным раство­ром для стандартизации раствора восстановителя FeSO₄. Это титрование выполняется на холоде, так как нагрева­ние раствора ускоряет обычную реакцию окисления ионов Fe 2+ кислородом воздуха.

ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

1.В какой среде применяется титрование раствором КМnО₄ и почему?

2. Как фиксируется конечная точка титрования перманганатометрии ?

3. Какие методы титрования используются для определе­ния: а) восстановителей; б) окислителей: в) индиффе­рентных веществ?

4. Объясните, как готовится рабочий раствор КМnО₄.

5.Перечислите факторы, за счет которых изменяется кон­центрация рабочего раствора КМnО₄.

6. Какие исходные вещества применяются для установки точной концентрации рабочего раствора КМnО₄?

7. Пользуясь электронно-ионным методом (методом полуреакций), составьте уравнения ОВ-реакций:

в) КМnО₄ + Н₂О₂

ЗАДАЧИ

1. Вычислите молярные массы эквивалентов: a) Fe 2+ ; б) Na₂C₂O₄; в) KI в реакциях с КМnО₄ в кислой среде.

Ответ, а) 55,85 г/моль; б) 67,00 г/моль; в) 166,01 г/моль.

2. Сколько граммов КМnО₄ надо взять для приготовления 2 л раствора с титром 0,003510 г/мл?

3. На титрование 0,0244 г Н₂С₂О₄ • 2Н₂О израсходовано 19,5 мл раствора КМnО₄. Вычислите нормальность и титр раствора КМnО₄.

Ответ. 0,01986 моль/л; 0,0006276 г/мл.

4. На титрование 25,0 мл 0,0500 н. раствора КМnО₄ в кислой среде пошло 10,2 мл раствора нитрита натрия. Сколько граммов

NaNO₂ содержится в 100 мл его раствора?

5. Сколько граммов FeSO₄ • 7H₂O было взято для приготовления 50 мл раствора, если на титрование 25,0 мл его в кислой среде по­ло 20,0 мл раствора КМnО₄, титр которого равен 0,000632 г/мл?

6. К 10,0 мл анализируемого раствора К₂Сr₂О₇ , подкисленного cсерной кислотой, добавили 20,0 мл 0,1000 н. раствора FeSO₄. На итрование избытка FeSO₄ пошло 28,0 мл 0,05000 н. раствора; KМnО₄. Вычислите, сколько граммов К₂Сr₂O₇ содержится в 200 мл нализируемого раствора.

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 56 ; Нарушение авторских прав

📽️ Видео

Определение концентрации вещества в растворе методом титриметрииСкачать

Получение кислорода из перманганата калияСкачать

Введение в титрование (видео 1)| Титриметрический анализ | ХимияСкачать

Реакция этилена с раствором перманганата калияСкачать

Практическая работа №3 Приготовление раствора с определённой массовой долей растворённого веществаСкачать

Расчёт приготовления рабочего раствораСкачать

Решение задач на приготовление и смешивание растворов | ХимияСкачать

Приготовление раствора из фиксаналаСкачать

Химическая реакция FeSO4 с KMnO4 и H2SO4Скачать

Химическая реакция KMnO4 с H2SO4 и NaNO2Скачать

Стандартизация раствора натрия тиосульфата по калия дихроматуСкачать

31. Практическая работа. Решение экспериментальных задач.Скачать

MB2 . Как решать задачи на приготовление растворовСкачать

Методы титрования Сущность. Кузьмич Е.ССкачать

Взаимодействие этилена с раствором перманганата калияСкачать

Лабораторная работа "Приготовление растворов и определение концентрации кондуктометрическим методом"Скачать

Практическая работа. Получение оксида углерода(IV) и изучение его свойств.Распознавание карбонатов.Скачать

Практическая работа 5. "Приготовление растворов с заданной процентной и молярной концентрацией"Скачать