Занятие 15 - 16.Окислительно – восстановительное титрование.
Контрольные вопросы.
1 Окислительно-восстановительное титрование. Сущность метода.
2 Классификация редокс-методов.
3 Требования, предъявляемые к реакциям.
4 Виды окислительно-восстановительного титрования (прямое, обратное, заместительное) и расчеты результатов титрования.
5 Перманганатометрическое титрование.Сущность метода. Условия проведения титрования. Титрант, его приготовление, стандартизация. Установление конечной точки титрования.
6 Реакции перманганата в различных средах (рН).
7 Применение перманганатометрии в биологии и медицине
8 .Иодометрическое титрование. Сущность метода. Титрант, его приготовление, стандартизация, его приготовление, стандартизация, хранение. Условия проведения титрования, определение конечной точки титрования.
9 Применение иодометрии в биологии и медицине.
Перманганатометрия.
В основе метода лежит окисление восстановителей перманганатом калия КmnO4. Окисление восстановителей можно проводить в различных средах, причем, марганец (YII) восстанавливается в кислой среде до ионов Mn(IY) и в щелочной - до Mn(YI).
Обычно в методе перманганатометрии проводят реакцию в кислой среде. Индикатором служит сам KmnO4, окрашенный в красно-фиолетовый цвет. Конец реакции легко определяется по изменению окраски от одной избыточной капли KmnO4.
MnO4- + 8Н+ + 5е → Mn2+ + 4H2O
Красно-фиолетовый бесцветный
Большим недостатком окислительно-восстановительных реакций является их небольшая скорость, что затрудняет процесс титрования. Для ускорения медленно идущих реакций применяют нагревание. Как правило, с повышением температуры на каждые 10о, скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
В качестве примера можно привести реакцию окисления перманганатом щавелевой кислоты, протекающую при температуре 70-80оС.
5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
На скорость реакции может оказывать влияние введении в раствор катализатора. При титровании применяют положительные катализаторы, ускоряющие реакцию и отрицательные катализаторы – ингибиторы, замедляющие реакцию.
Реакцию окисления перманганатом щавелевой кислоты можно каталитически ускорить прибавлением MnSO4. В перманганатометрии одним из продуктов реакции окисления щавелевой кислоты являются ионы Mn2+, которые по мере образования в растворе ускоряют реакцию. Такие реакции называются автокаталитическими.
По мере образования ионов Mn2+, играющих роль катализатора, реакция ускоряется. По достижении точки эквивалентности избыточная капля KmnO4 окрасит раствор в бледно-розовый цвет, не исчезающий 1-2 минуты. Объем KmnO4 затраченный на титрование отмечают по верхнему мениску. Титрование повторяют 3 раза и после этого рассчитывается нормальность и титр KmnO4.
Задачи:
1. Укажите, какие из указанных веществ могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность: KI, Cl2, Na2SO3, H2O2, K2Cr2O7, H2S, SO2.
2. Расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:
KNO2 + KmnO4 + HCl = MnCl2 + KNO3 + KCl + H2O
I2 + MnO2 + H2SO4 ---- MnSO4 + HIO4 + H2O
I2 + Cl2 + H2O --- HIO3 + HCl
PbO2 + MnSO4 + HNO3 ---- HmnO4 + Pb(NO3)2 + PbSO4 + H2O
KclO3 + KI + HCl ----- I2 + KCl + H2O
KclO3 + CrCl3 + KOH ------ KCl + K2СrO4 + H2O
K2Cr2O7 + HCl ---- CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O
KBr + KmnO4 + H2SO4 ------ MnSO4 + Br2 + K2SO4 + H2O
3. Закончите уравнения реакций и расставьте коэффициенты:
Zn + H2SO4 ------ S + ...
Mg + HNO3 ------- N2O +
KI + KmnO4 + H2SO4 ------ MnSO4 + ...
H2S + KmnO4 + H2SO4 + ----- MnSO4 + ...
FeO + HNO3 ---- NO2 + ...
Br2 + KNO2 + KOH ----- KNO3 + ...
4. Навеска 1,2540г Н2С2О4 2Н2О (х.ч.) растворена в мерной колбе на 200мл. На титрование 20,00 мл этого раствора расходуется 22,40 мл раствора KmnO4.
Найти: а) NKmnO4; б) T KmnO4/FeSO4 Ответ: а) 0,08386 н б) 0,00290
5. К раствору, содержащему 0,1510г технического КclO3 прилили 100,0 мл 0,09852н Na2C2O4, избыток которого оттитровали 48,6 мл 0,05320 н раствора KmnO4. Вычислить процентное содержание KclO3 в образце. Ответ: 98,22%
6. К раствору KclO3 прибавили 50,00 мл 0,1048н FeSO4, избыток которого оттитровали 20,00 мл 0,09450н KmnO4. Сколько граммов KclO3 содержалось в растворе? Ответ: 0,06843г.
7. Какую навеску Na2C2O4 требуется взять, чтобы на титрование ее шло 20 мл 0,1N раствора KmnO4. На титрование навески 0,1133г химически чистого Na2C2O4 в кислой среде пошло 20,75 мл раствора KmnO4. Найти: а) нормальность этого раствора ; б) его титр по железу.
8. К 0,229г тщательно измельченной пробы MnO2 добавлено 0,1617г безводной щавелевой кислоты. Содержимое колбы полностью растворено нагреванием на водяной бане. На титрование избытка щавелевой кислоты израсходовано 8,80 мл 0,0500н раствора KmnO4. Вычислить %-ное содержание оксида марганца в исследуемом образце. Ответ: 60,48%
9. Навеска NaNO2 равная 1,6900г растворена в мерной колбе емкостью 200 мл. К 20 мл этого раствора прилили 30,0 мл подкисленного 0,100н раствора KmnO4. Избыток KmnO4 связан с 10 мл 0,050н раствора Н2С2О4. Непрореагировавшая Н2С2О4 оттитрована 5,5 мл 0,100н раствора KmnO4. Рассчитать количество NaNO2 в образце нитрита. Ответ: 62,26%
10. На титрование 2,5 мл точно 0,1N раствора щавелевой кислоты израсходовано 27,5 мл KmnO4. Рассчитайте нормальность перманаганата калия.
11. На титрование 20,00 мл Н2С2О4 (ТH2С2О4 2Н2О = 0,006900) израсходовано 25,00 мл раствора KmnO4. Рассчитать нормальность и титр раствора KmnO4.
12. Навеску 5,0000 г Н2О2 растворили в мерной колбе вместимостью 500 мл. На титрование 25,00 мл раствора израсходовали 37,43 мл 0,1 н раствора KmnO4. Вычислить процентное содержание Н2О2 в образце.
13. К навеске в 1,5000 г технического Na2SO3 после растворения прибавили 100,0 мл 0,1н раствора I2. На титрование избытка I2 израсходовали 40,00 мл раствора, в 200 мл которого содержится 2,4820г Na2S2O3. Определить процентное содержание Na2SO3 в образце. Ответ: 33,6 %
14. Навеска 1,2500г оксалата натрия (х.ч.) растворена в мерной колбе на 250 мл. На титрование 25,00 мл полученного раствора расходуется 21,20 мл устанавливаемого раствора перманганата калия. Определить: а) NKmnO4; б) T KmnO4; в) T KmnO4/Fe. Ответ: а) 0.08800н ; б) 0.8800 к 0.1н ; в) 0.002782
Пермангантометрия.
Лабораторная работа