Перманганатометрия - раздел Химия, СБОРНИК ЗАДАЧ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Основой Метода Являются Реакции Окисления Восстановителей Раствором Кмnо...
Основой метода являются реакции окисления восстановителей раствором КМnО4 Основные химические полуреакции: а) в кислой среде (рН<4): МnО4- + 8H+ + 5е = Мn2+ + 4Н2О ; E° = 1.51 В; fэкв.(МnО4-) = 1/5 Реакция идет быстро и стехиометрично, поэтому используется наиболее часто; б) в нейтральной и слабощелочной средах (рН 5 - 8): МnО4-+ 2Н2О + Зе = MnO2 + 4OH-; Е° = 0,60 В; fэкв.(МnО4-) = 1/3 Реакцию используют редко, так как бурый осадок МnО2 мешает фиксированию к. т. т.; в) в сильнощелочной среде (рН>9): МnО4- + е = МnО42-; Е° = 0,558 В; fэкв.(МnО4-) = 1 Реакцию используют только для анализа органических веществ. Рабочие растворы метода: а) KMnO4 — основной рабочий раствор; б) Н2С2О4 и оксалаты - для обратного титрования: в) растворы других восстановителей (Fe2+ и т. п.) - для обратного титрования. Вспомогательные растворы метода: Н2SО4 - для создания сильнокислой среды; растворы восстановителей (Sn2+ и т.п.) - для титрования заместителя. Фиксирование к. т. т.: а) безындикаторное титрование - для бесцветных растворов: б) с применением окислительно-восстановительного индикатора ферроина - для окрашенных растворов. Условия проведения анализа: а) чаще всего титрование ведут в сильнокислой среде, которую создают, добавляя большой избыток H2SO4; б) нельзя использовать для подкисления растворы НС1 и HNO3, так как в их присутствии протекают побочные реакции; в) если необходимо провести анализ в присутствии хлоридов, то применяют защитную смесь Циммермана-Рейнгардта (смесь H2SO4, Н3РО4 и МnSО4), которая предотвращает окисление хлоридов. Достоинства метода. Большинство ОВР с участием КМnО4 идет стехиометрично и быстро. КМnО4 доступный реактив, им можно титровать в любой среде и без индикатора. Метод позволяет проводить определение многих веществ, в том числе тех, которые не реагируют с более слабыми окислителями. Недостатки метода. Раствор КМnО4 всегда является вторичным стандартом; для титрования необходимо создавать строго определенные условия (рН, температура). Нельзя проводить анализ в присутствии хлоридов без применения защитной смеси. Приготовление и стандартизация рабочего раствора КМnО4. Кристаллический KMnO4 всегда содержит МnО2 и другие продукты разложения, поэтому стандартный раствор нельзя приготовить по точной навеске. При приготовлении и хранении раствора надо учитывать особые химические свойства КМnО4, a именно: КМnО4 - сильный окислитель, он окисляет: а) примеси из воды, воздуха (пыль, следы органических соединений), поэтому после растворения КМnО4 в воде дают раствору постоять 7-10 Дней. Для ускорения процессов окисления примесей раствор нагревают; б) резину, корковые пробки, бумажные фильтры, поэтому используют только стеклянные пробки и стеклянные фильтры, в) воду (особенно на свету) в соответствии с уравнением реакции: 4МnО4- + 2Н2О = 4МnО2 +ЗО2 + 4ОН-, поэтому осадок МnО2 удаляют фильтрованием, раствор хранят в темной склянке. Концентрация раствора КМnО4 со временем может меняться, поэтому ее надо проверять каждые 2 недели. Обычно готовят растворы КМnО4 с концентрацией 0,02-0,1 н., чаще всего 0,05 н. В качестве установочных веществ при стандартизации раствора КМnО4 используют различные восстановители: Н2С2О4. 2Н2О, оксалаты, металлическое железо, KI, соль Мора и т. д.
8.5 Аналитические возможности метода перманганатометрии
Перманганатометрически можно проводить определение многих веществ, которые подразделяют на 4 группы: 1) восстановители (Fe2+, S2O32-, SO32-, H2О2, HСООН, НСОН и др.). Прямое титрование раствором КМnО4 в кислой среде применяют, если реакция идет быстро, например: Fe2+ + МnО4- + H+ → Fe3+ + Мn2+ + H2O Обратное титрование избытка KMnO4 раствором Н2С2О4 применяют, если реакция идет медленно, чаще - для органических веществ. 2) окислители (Сr2О72- и др.). Обратное титрование избытка восстановителя - рабочего раствора Fe2+ - раствором КМnО4 по схеме:
Окислитель + Fe2+ (избыток) → продукт + Fe3+ + Fe2+(остаток) Fe2+(остаток) + МnО4- + H+ → Fe3+ + Мn2+ + H2O Титование заместителя (рабочий раствор КМnО4, вспомогательный раствор - раствор подходящего восстановителя, например Sn2+: Fe3+ + Sn2+(избыток) = Fe2+ + Sn4+; Fe2+ + МnО4- + H+ = Fe3+ + Mn2+ + H2O (титрование заместителя) 3) вещества, не обладающие окислительно-восстановительными свойствами, но реагирующие с С2О42- (Са2+, Mg2+, Ba2+, Zn2+, Со2+ и др.). Ионы металлов осаждают в виде оксалатов, затем титруют раствором KМnО4 связанные с металлом оксалат-ионы (титрование заместителя) либо остаток оксалата после реакции с металлом (обратное титрование). например: Zn2+ + C2O42- = ZnC2O4 (осаждение) ZnC2O4 + 2H+ = Zn2+ + H2C2O4 (растворение осадка) 5H2C2O4 + 2МnО4- + 6H+ = 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O (титрование щавелевой кислоты) 4) органические вещества, которые титруются в щелочной среде (винная кислота, формальдегид и др.). В щелочной среде органические вещества окисляются перманганатом до карбонатов (полное окисление) или до других продуктов (неполное окисление). Эти реакции идут очень медленно, поэтому прямое титрование провести невозможно и используют обратное: Орг. в - во + МnО4-(избыток) + ОН- → СО2 + MnO42- + Н2О МnО4-(остаток) + С2O42- + H+ → Mn2+ + CO2 + H2O
Е(Ag+/Ag) = Е°(Ag+/Ag) + 0,059lg[Ag+];
8.6 Иодометрия
Meтод основан на использовании полуреакции: I2 + 2ё = 2I- Eo =0.536 В. В нем используют окислительные свойства I2 и восстановительные свойства I- . Основной реакцией метода, кроме того, является реакция взаимодействия иода с тиосульфатом:
I2 +2S2O32- = 2I- + S4O62-.
Рабочие растворы метода: I2 и Na2S2O3. Вспомогательные растворы метода: KI - для определения окислителей способом замещения; смесь KI и KIO3 - для определения кислот способом замещения; H2SO4 - для подкисления. Фиксирование к. т. т.: безындикаторное титрование - применяется редко; с применением специфического индикатора крахмала, который образует с I2 окрашенное в синий цвет соединение. Достоинства метода. Метод обладает высокой точностью, обусловленной высокой чувствительностью индикатора. Основные реакции метода идут без участия ионов Н+, поэтому потенциал пары I2/I - не зависит от рН, что позволяет проводить титрование в широком интервале значений рН (2 – 10). Можно определять многие вещества, в том числе те, которые неудобно титровать более сильными окислителями, например растворами KMnО4 и К2Сr2О7. Недостатки метода. I2 — достаточно дорогой препарат; рабочие растворы метода неустойчивы; существует много различных источников погрешностей. Причины занижения результатов анализа в иодометрии - улетучивание I2; незавершенность реакции, если реакционную смесь выдерживали недостаточно долго. Причины завышения результатов анализа в иодометрии - частичное разложение тиосульфата в растворе; частичное разложение крахмала, преждевременное добавление индикатора.
8.7 Приготовление и стандартизация рабочих растворов I2 и Na2S2O3
I2 плохо растворим в воде, поэтому его растворяют в воде с добавлением КI, который увеличивает растворимость и понижает летучесть иода за счет образования трииодидного комплекса.: I2 + KI = К[I3]. Обычно готовят раствор иода с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л по точной навеске I2 (как первичный стандарт) либо как вторичный стандарт (устанавливают точную концентрацию по стандартному раствору Na2S2O3). Концентрацию приготовленного раствора I2 надо регулярно проверять, т. к. она быстро меняется. Причины неустойчивости рабочего раствора I2: летучесть I2, что приводит к уменьшению концентрации; взаимодействие I2 с органическими примесями, что также приводит к уменьшению концентрации; окисление I- кислородом воздуха (особенно на свету): 2 I- + О2 + 4Н+ = I2 + 2Н2О . Этот процесс приводит к увеличению концентрации иода в растворе, поэтому рабочий раствор хранят в темной, закрытой посуде.
Раствор Na2S203 всегда готовят как вторичный стандарт. Точную концентрацию устанавливают по стандартным растворам КМnО4, К2Сr2О7, I2 и т. д. через 1 - 2 дня после приготовления. Затем контролируют концентрацию еженедельно. Причины неустойчивости рабочего раствора Na2S203: взаимодействие с компонентами воздуха (СО2, О2); разложение в кислой среде (при рН < 4) и на свету; разложение тиобактериями. Особенности использования крахмала в иодометрии Крахмал образует с I2 адсорбционный комплекс синего цвета. Это качественная реакция на иод. Однако в присутствии больших количеств иода крахмал разрушается из-за окисления. Поэтому крахмал добавляют в титруемый раствор, когда содержание иода в нем невелико: если титруют выделившийся иод раствором тиосульфата (т. е. до исчезновения синей окраски), то прибавляют крахмал вблизи т. э.; если титруют раствор восстановителя рабочим раствором иода (т. е. до появления окраски), то прибавляют крахмал, как все индикаюры, до начала титрования.
Факультет экологической медицины... Кафедра биохимии и биофизики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Перманганатометрия
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Пырко А. Н.
Сборник задач и контрольные задания по аналитической химии / А. Н. Пырко. Мн. 2010. 140 с.
Сборник включает теоретические сведения основ аналитической химии
ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ
Все расчеты в химии вообще и в аналитической в частности основаны на законе эквивалентов: Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах.
Эквивалент - это реальная или у
Способы выражения концентрации растворов
Все расчеты в аналитической химии осуществляются с использованием различных выражений концентраций веществ. Определение количества вещества в растворе – это определение его концентрации в данном ра
Связь различных способов выражения концентрации растворов
Очевидно, что значение концентрации растворенного вещества в данном растворе зависит от способа ее выражения, причем, существует определенная зависимость величин концентраций. Например, если концен
Ионная сила и рН растворов
Большинство аналитических определений осуществляется в растворах, поэтому необходимо знать их основные свойства. Важным свойством раствора является его ионная сила, которая определяется как полусум
Расчет рН растворов разных электролитов
При определении концентрации кислот и оснований важное значение имеет расчет рН растворов. Можно выделить несколько видов кислотно-основных растворов: сильной кислоты или основания, слабой кислоты
Решение типовых задач
1. Определить число эквивалентности гидроксида кальция z1 и дигидрофосфата алюминия z2 в реакции: 9 Ca(OH)2 + 2Al(H2PO4)3 = 2Al(OH)
Задачи для самостоятельного решения
1. К 100 мл 0,1 М раствора серной кислоты прибавили 100 мл 0,4 н раствора гидроксида натрия. Определить рН полученного раствора?
Ответ: рН = 13.
2. К 100 мл 0,2 н
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ (ВЕСОВОЙ) МЕТОД АНАЛИЗА
Гравиметрический метод количественного анализа основан на точном измерении массы определяемого компонента, выделенного в свободном состоянии или в виде соединения определенного состава. Это ме
Общая характеристика метода
Гравиметрический метод широко используется для анализа различных объектов с высоким содержанием определяемого компонента. Достоинства метода: а) высокая точность (относительная погрешность
Решение типовых задач
1. При какой концентрации цианид-ионов кадмий (II) количественно осадится в виде Cd(CN)2? Решение:
равновесие Cd(CN)2 = Cd2+ + 2CN- характеризуе
Задачи для самостоятельного решения
1. Выпадет ли осадок SrSO4, если к 0,01 М раствору SrCl2 прибавить равный объем насыщенного раствора сульфата кальция? ПР(CaSO4) = 4,9 .10-5,
Задачи для самостоятельного решения
1. Сколько грамм NaОН необходимо взять чтобы приготовить 250 мл 0,1 н раствора?
Ответ: 2,0 г.
2. Сколько грамм 90%-ной серной кислоты надо взять, чтобы приготовить
Реакции в титриметрическом анализе
Реакции, лежащие в основе титриметрических методов, должны удовлетворять ряду требований. Главными из них являются следующие: 1) реакция должна протекать с большой скоростью, иначе нельзя
Общая характеристика метода
В основе метода лежит реакция передачи протона от титранта к определяемому веществу или наоборот: НА + В → НВ+ + А- кислота основание сопряженная кислота со
Выбор индикатора титрования
1-я т. э. соответствует рН = 4,5. В этой области лежит интервал перехода метилового оранжевого (DрН = 3,5 - 4,5). 2-я т. э. соответствует рН = 9,21. В этой области происходит изменение окр
Решение типовых задач
1. а) Определить молярную массу эквивалента Na3PO4 при титровании стандартным раствором HCl с индикатором метиловым оранжевым.
б) Определить молярную концентрацию экв
Задачи для самостоятельного решения
1 Рассчитать рН и степень диссоциации 0,1 М раствора HNO2. Как изменятся эти величины при добавлении к раствору нитрита калия до концентрации 0,5 моль/л? Kд(HN
МЕТОДЫ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ
Общая характеристика методов Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на использовании окислительно-восстановительных реакций (ОВР). Аналитические возможности методов позв
Условия проведения и аналитические возможности метода
Титрование проводят при пониженной или при комнатной температуре, так как при нагревании улетучивается иод, уменьшается чувствительность индикаторной реакции. Титрование проводят в
Задачи для самостоятельного решения
1. Определить фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента окислителя и восстановителя в реакции:
а) I2 + 2S2O32- = 2I
Общая характеристика метода
Метод является областью метода комплексометрии и основан на реакции образования прочных комплексов ионов металлов с комплексонами (комплексонатов). Комплексоны это полиаминополикарбоновые кисло
Условия проведения комплексонометрического титрования
1. Необходимо создать оптимальное значение рН. Нижняя граница оптимального для титрования значения рН определяется тем значением рН, при котором комплексонат еще достаточно устойчив. Верхняя границ
Решение типовых задач
1. Определить молярную концентрацию, рабочего раствора ЭДТА (комплексона III), если на титрование навески металлического цинка массой 0,0131 г, растворенного предварительно в кислоте, затратили 18,
Задачи для самостоятельного решения
1. Рассчитать равновесную концентрацию ионов кадмия в 0,1 М растворе [Cd(NH3)4]2+. β([Cd(NH3)4]2+ = 4 . 106
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Электрохимические методы анализа основаны на изучении и использовании окислительно-восстановительных процессов, протекающих на поверхности электрода или в приэлектродном слое раствора электролит
Основные электрохимические методы
Потенциометрия. В потенциометрических методах измеряется разность потенциалов между индикаторным электродом и электродом сравнения в отсутствие тока в электрохимической цепи. В этих условиях
Решение типовых задач
1. Элемент состоит из водородного электрода, опущенного в кровь и каломельного электрода насыщенного раствором KCl, потенциал которо- го равен 0,25В. Определить рН и [Н+] крови п
Задачи для самостоятельного решения
1 Рассчитать окислительно-восстановительный потенциал системы Ag+/Ag0 в 0,1 М растворе AgNO3. Как изменится потенциал при прибавлении к раствору эквивалентного коли
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Хроматография – это способ разделения смеси веществ на отдельные компоненты, основанный на явлении адсорбции и десорбции вещества на поверхности разделяющей подвижную и неподвижную фазы.
СПЕКТРОСКОПИЯ
Спектроскопические методы основаны на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом, т.е. на определении характеристик поглощаемого, испускаемого или рассеянного излучения.
Поглощение в УФ- и видимой областях
Спектры поглощения в УФ- и видимой областях содержат как качественную, так и количественную информацию о поглощающем веществе. Последнее и позволяет использовать их в аналитической химии. Поглощени
Люминесценция
Поглотив квант энергии электромагнитного излучения частица вещества переходит из основного, самого нижнего по энергии (S0) электронного состояния, в более высокое по энер
Инфракрасная (ИК) спектроскопия
Спектры поглощения в видимой и УФ-областях, о которых шла речь выше, возникают в результате электронных переходов в атомах и молекулах. Поглощение же в ИК-области обусловлено переходами между колеб
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
Метод ЯМР основан на резонансном поглощении электромагнитной энергии, обусловленном магнетизмом ядер. Это поглощение наблюдается в сильном магнитном поле, под действием которого энергетические уров
Масс-спектрометрия (МС)
Масс-спектрометрия – один из наиболее эффективных и широко применяющихся аналитических методов. Его отличают высокая селективность, чувствительность и точность.
Принцип метода состоит в то
Химические сенсоры
Химические сенсоры являются удобным аналитическим инструментом, который представляет интерес для исследователей и практиков. Постоянное развитие исследований приводит к созданию новых сенсоров, рас
Решение типовых задач
1. Рассчитать молярную концентрацию тирозина в растворе, если известно, что плотность поглощения (D) электромагнитного излучения с длиной волны λмакс. = 275 нм такого раствора в кюв
Задачи для самостоятельного решения
1. Комплекс катиона алюминия с индикатором комплексонометрического титрования ксиленовым оранжевым имеет максимум в спектре поглощения в водном растворе при λмакс. = 540 нм. Определ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПРОБА
Первой стадией методики анализа является отбор пробы. Погрешность, возникающую на стадии пробоотбора, часто вносят основной вклад в погрешность результата анализа.Аналитическая про
Отбор проб веществ разного агрегатного состояния
Газы: Используют вакуумные мерные колбы или бюретки с соответствующей запорной жидкостью а также контейнеры, а также контейнеры специальные, представляющие собой сосуды из нержавеющей стали, стекла
Получение лабораторной пробы
Генеральную пробу подвергают усреднению, которое подразумевает гомогенизацию и сокращение. Метод сокращения массы пробы - «квартование». Пробу высыпают на поверхность квадрата и делят по диагонали
Разложение пробы
Пробу необходимо перевести в физическую и химическую форму, приемлемую для анализа. Способы разложения пробы зависят от химического состава образца, природы определяемого образца, цели анализа и ис
Дополнение
Основные математические формулы, знание которых необходимо для решения задач по аналитической химии:
рХ = -lgX, при этом Х = 10-рХ = 10lgX; логарифм ч
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Васильев В.П. Аналитическая химия. Т.1. Титриметические и гравиметрический методы анализа. Москва: Дрофа, 2005. – 366 С.
2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Т.2. Физико-химические мет
Аналитическая химия
(Вопросы к сдаче зачета)
1. Аналитическая химия (аналитика) и химический анализ. Классификация методов аналитической химии. Понятие о химических, физически
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов