Перманганатометрія

Перманганатометрія – метод окисно-відновного титрування, у якому як окисник використовується стандартний розчин KMnO₄.

Титрування перманганатом проводять у кислому, нейтральному, лужному середовищі. Переважно титрування проводять у кислому середовищі. Схеми реакцій, які при цьому протікають, мають вигляд:

+ 5ē + 8H⁺ D Mn²⁺ + 4H₂O.

Окисно-відновний потенціал даної системи виражається рівнянням Нернста:

З рівняння видно, що у значній мірі залежить від с(Н⁺).

Інколи титрування розчином калій перманганату проводять у нейтральних чи лужних розчинах. Схеми реакцій, що при цьому відбуваються, мають вигляд:

+ 3ē + 2НОН D MnО₂$ + 4ОH^–;

Таким чином, у значній мірі залежить від с(ОН^–) або с(Н⁺).

Процес титрування перманганатом різних неорганічних і органічних речовин дуже складний. Це пояснюється тим, що Манган у розчинах може бути в різних ступенях окиснення: 2+; 3+; 4+; 6+; 7+.

Низькозарядні йони Мангану, що утворюються у процесі відновлення MnO₄^–, самі здатні окиснюватись перманганатом у більш високі ступені окиснення. Щоб запобігти утворенню проміжних форм окиснення Мангану, титрування розчином перманганату слід проводити повільно, при певних значеннях pH і температури.

Перманганатом швидко окиснюються щавлева кислота, H₂O₂, HI, H₂SO₃, H₂S, HNO₂, Na₂S₂O₃, роданіди, а також йони металів у нижчих ступенях окиснення (Fe²⁺, Mn²⁺, Cr²⁺ та ін.).

У перманганатометрії для визначення речовин, що повільно окиснюються, використовують титрування у кислому середовищі методом зворотного титрування. До розчину досліджуваної речовини додають точно відому кількість перманганату, взятого у надлишку, а потім надлишок, що не пішов на окиснення досліджуваної речовини, відтитровують стандартним розчином відновника (наприклад щавлевої кислоти).

При титруванні у лужному середовищі неорганічних і органічних речовин на першій стадії реакції окиснення-відновлення спочатку утворюється манганат:

+ ē D .

Редокс-потенціал такої системи має вираження:

З рівняння реакції видно, що редокс-потенціал не залежить від pH.

На другій стадії окиснення-відновлення манганат відновлюється до MnO₂:

+ 2ē + 2HOH D MnO₂$ + 4OH^–.

Редокс-потенціал такої системи визначається:

З рівняння видно, що редокс-потенціал залежить від pOH чи pH. Оскльки концентрація твердого осаду MnO₂ постійна, то:

Відносно легко окиснюються перманганатом у лужному середовищі форміати, йодиди, йодати, ціаніди, роданіди, багато органічних сполук. У лужному середовищі перманганат не окиснює оксалати.

Молярна маса еквівалента перманганату при титруванні у кислому середовищі дорівнює: M( )= M, а в нейтральному і лужному М( )= M.