 |
Методы оксидиметрии. Примеры решения задач. Перманганатометрией называется такой вид оксидиметрии, в котором в качестве рабочего раствора применяют перманганат калия KMnO4
|
|
|
|
Методы оксидиметрии
Оксидиметрия – это методы количественного определения восстановителей или окислителей. При помощи титрованных растворов окислителей определяют количественное содержание восстановителей. При помощи титрованных растворов восстановителей определяют окислители. В зависимости от вещества, применяемого в качестве рабочего раствора, метод оксидиметрии подразделяется на несколько видов: перманганатометрия, иодометрия, хроматометрия и др.
Индикаторы, применяемые в методах оксидиметрии, различны. Часто это органические вещества, которые сами являются окислителями или восстановителями. Иногда это специфические реактивы, например, крахмал в иодометрии. Перманганатометрические определения производят без индикатора.
Перманганатометрией называется такой вид оксидиметрии, в котором в качестве рабочего раствора применяют перманганат калия KMnO4. Он является сильным окислителем, особенно в кислой среде. В зависимости от кислотности среды при восстановлении KMnO4 получаются различные конечные продукты.
В кислой среде ионы MnO4- восстанавливаются до бесцветных ионов Mn2+:
MnO4- + 5е + 8 Н+ → Mn2+ + 4Н2О
В слабощелочной и нейтральной среде оны MnО4- восстанавливаются до темного осадка MnO2, где марганец четырехвалентен. Этот осадок затрудняет определение конца реакции, поэтому титрование проводят в кислой среде. Для подкисления применяют только серную кислоту, так как НСl вступает в окислительно-восстановительную реакцию с перманганатом калия. Азотная кислота для подкисления также в методах оксидиметрии не применяется.
Ионы MnO4- придают раствору красно-фиолетовую окраску, в процессе титрования раствор обесцвечивается. В момент, когда в растворе не остается восстановителя, от прибавления одной капли MnO4- тируемая смесь приобретает розовую окраску. Таким образом, точка эквивалентности фиксируется при помощи самого же рабочего раствора и индикатор в этом методе не применяется.
|
|
|
Для убыстрения реакции титрование рекомендуется проводить в нагретом растворе. Реакция ускоряется также за счет действия катализатора, роль которого выполняют ионы Mn2+, образующиеся в процессе титрования.
Перманганатометрия применяется для анализа ряда лекарственных препаратов, обладающих свойствами восстановителей – пероксида водорода Н2О2, пероксида магния MgO2, нитрата натрия, восстановленного железа. Методом перманганатометрии при клиническом анализе в крови определяется сахар, мочевая кислота, кальций, калий и фермент катализа. Метод нашел также применение в санитарно-гигиеническом анализе при исследовании питьевых и сточных вод.
Иодометрия – это один из методов оксидиметрии, в основе которого лежит реакция выделения или поглощения иода, а рабочими растворами являются растворы J2 и тиосульфата натрия Na2S2O3. В основе метода иодометрии лежат две реакции:
J2 + 2е = 2J-
2J- – 2е = J2
Индикатором является I %-ный раствор крахмала. Иод с крахмалом образует интенсивно синее соединение. В момент эквивалентности, когда восстанавливается весь иод, синяя окраска исчезает и раствор становится бесцветным.
Методом иодометрии определяют как окислители, так и восстановители. Реакции окисления-восстановления в методе иодометрии нельзя проводить в сильно щелочной среде, так как могут возникнуть побочные реакции. Рабочие растворы иода и тиосульфата натрия хранят в темном месте в закрытых склянках, индикатор крахмала используется не более 2-3 дней, если окраска крахмала при добавлении иода становится красно-бурой, раствор непригоден. Раствор крахмала необходимо прибавлять в самом конце титрования, когда титруемый раствор будет иметь светло-желтую окраску, в противном случае раствор легко перетитровать. Все иодометрические определения ведут на холоду, т. к. при нагревании иод может частично улетучиться.
|
|
|
Метод иодометрии нашел широкое применение в анализе неорганических органических лекарственных препаратов. Из неорганических препаратов методом иодометрии анализируют иод, перманганат калия, арсенат натрия каломель, сульфат меди. Многие органические лекарственные препараты – формалин, акрихин, антипирин, анальгин, коразол, аскорбиновая кислота, пенициллин и др. определяют количественно методом иодометрии. В клиническом анализе методом иодометрии пользуются при определении в крови сахара и фермента пероксидазы, в санаторно-гигиеническом анализе – для определения «активного» хлора в хлорной извести, остаточного хлора в хозяйственно-питьевой воде.
Примеры решения задач
Пример 1.
Закончите уравнение реакции и подберите коэффициенты методом электронного баланса: KI + KMnO4 + H2SO4 = I2 + ….
Решение:
1. Дописываем уравнение реакции:
KI + KMnO4 + H2SO4 = I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
2. Определяем степени окисления в реагентах и продуктах, находим элементы, которые изменили свои степени окисления:
KI-1 + KMn+7O4 + H2SO4 = I20 + Mn+2SO4 + K2SO4 + H2O.
3. Составляем уравнения электронного баланса:
2I-1 – 2e ® I2 ï 5 восстановитель, окисление;
Mn+7 + 5e ® Mn+2 ï 2 окислитель, восстановление.
4. Проставляем коэффициенты с учетом множителей:
10KI + 2KMnO4 + H2SO4 = 2MnSO4 + 5I2 + K2SO4 + H2O.
5. Подбирают коэффициенты для остальных участников реакции:
10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O.
|
|
|
