Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
Установка титра рабочего раствора КМпO4
Для установки титра раствора KMnO4 предложено много различных стандартных веществ, например Н2С2O4·2Н2О, Na2С2O4, К4[Fе(СN)6]·3Н2О, Аs2O3, металлическое железо и т. п.
Наиболее удобными являются Na2С2O4 и Н2С2O4·2Н2О. Оба эти вещества должны быть химически чистыми и строго соответствовать своим формулам.
Очистка Na2С2O4 легко достигается перекристаллизацией соли из воды и высушиванием при 240-250°С. Оксалат натрия негигроскопичен, не содержит кристаллизационной воды и не изменяется при хранении. Щавелевую кислоту очищать несколько труднее, чем Na2С2O4. Она также негигроскопична, но содержит кристаллизационную воду, и, в отличие от Na2С2O4, способна выветриваться.
Протекающая при титровании этих веществ перманганатом суммарная реакция соответствует уравнению:
5С2O42- + 2МnО4- + 16H+ ® 2Mn2+ + 8H2O + 10 СО2↑
Окисление С2O42-- ионов происходит по схеме:
С2O42- - 2ē ↔ 2 СО2↑,
следовательно, эквивалентные массы Na2С2O4 и Н2С2O4·2Н2О равны соответственно:
Приготовление раствора стандартного вещества. На аналитических весах берут точную навеску около 0,335 г Na2С2O4 или 0,315 г Н2С2O4·2Н2О, переносят ее без потерь в мерную колбу емкостью 250 мл, растворяют в холодной дистиллированной воде, разбавляют раствор до метки водой и тщательно перемешивают. Затем вычисляют и записывают нормальность раствора.
Титрование. Помещают в колбу для титрования 15-20 мл 2н. раствора серной кислоты и нагревают до 80-85 °С. Пипеткой берут аликвотную часть (25,00 мл) полученного раствора исходного вещества и вносят в нагретый раствор серной кислоты (нагревать и кипятить кислые растворы щавелевой кислоты не рекомендуется, так как она разлагается).
Раствор KMnO4 помещают в бюретку и устанавливают уровень жидкости на нуле. Если нижний край мениска в бюретке плохо виден, можно все отсчеты делать по верхнему краю мениска. Далее раствор KMnO4 приливают по каплям к горячему раствору исходного вещества. Каждую следующую каплю прибавляю только после того, как исчезнет окраска от предыдущей капли. Первые капли раствора KMnO4 обесцвечиваются довольно медленно. Но как только образуется немного Мп2+, являющегося катализатором для данной реакции, дальнейшее обесцвечивание происходит практически мгновенно. Нужно уловить момент, когда одна капля перманганата окрасит весь раствор в неисчезающий в течение 30 сек бледно-розовый цвет.
Точное титрование проводят не менее трех раз и из сходящихся отсчетов (разница между ними должна быть не более 0,1 мл) берут среднее.
Расчеты. По израсходованным на титрование объемам растворов KMnO4 и исходного вещества и нормальности его раствора обычным способом находят нормальность раствора перманганата.
Для перманганатометрических определений рекомендуется применять 0,05 н. раствор перманганата калия КМnO4. Однако применение его связано с некоторыми практическими затруднениями. Очень трудно получить перманганат калия в чистом виде. Обычно он загрязнен следами оксида марганца (IV). Кроме того, дистиллированная вода обычно содержит следы веществ, которые восстанавливают перманганат калия с образованием оксида марганца (IV). Раствор, приготовленный отвешиванием определенного количества химически чистой соли, растворением ее и разбавлением в мерной колбе, нельзя считать титрованными. Титр его можно установить не ранее, чем через 7—12 дней после приготовления раствора. Чтобы раствор был достаточно устойчив и титр его не изменялся, надо удалить из него оксид марганца (IV) МnО2, для чего необходимо пропустить раствор перед его употреблением через фильтр, не восстанавливающий перманганат калия КМnO4. Присутствие оксида марганца (IV) каталитически ускоряет саморазложение перманганата калия при стоянии раствора. Кислые растворы перманганата калия нельзя сохранять, так как они разлагаются быстрее нейтральных растворов.
Надо иметь в виду, что перманганат калия окисляет резину, корковые пробки, фильтровальную бумагу, поэтому нельзя фильтровать раствор перманганата калия через бумажный фильтр, а использовать для этих целей стеклянные фильтры или сливать раствор сифоном.
Вопросы для самоконтроля
1 Чем отличаются реакции окисления-восстановления от реакций обмена? Что такое окисление? Восстановление?
2 Напишите уравнения реакции взаимодействия калия перманганата с натрием сульфитом в различных средах. Расставьте коэффициенты в соответствующих уравнениях реакций методом полуреакций.
3 Почему при титровании щавелевой кислоты первые капли раствора перманганата обесцвечиваются медленно, тогда как в дальнейшем это обесцвечивание происходит практически мгновенно? Что можно сделать для того, чтобы, так же мгновенно обесцвечивались и первые капли КМnO4?
Задачи
1 Рассчитайте навеску КМnO4 необходимую для приготовления 1 л 0,1 н. раствора калия перманганата.
2 На титрование 25 мл 13,05 н раствора КМnO4 в кислой среде пошло 10,2 мл раствора натрия нитрита. Вычислите массу натрия нитрита, содержащегося в 100 мл раствора.
3 Для определения концентрации раствора перманганата калия взяли навеску оксалата натрия Na2C2O4 массой 1,3444 г и поместили в мерную колбу на 200,0 мл. На титрование 20,00 мл этого раствора затратили 20,04 мл раствора КМnО4. Рассчитать Т(КМnО4), Т(КМnО4/Na2C2O4) и нормальную концентрацию раствора перманганата калия.
Примеры решения и оформления задач
Пример 1 Для установки титра раствора КМnО4 был использован раствор щавелевой кислоты, полученный растворением навески Н2С2O4·2Н2О массой 3,1501 г в мерной колбе объемом 500 мл. Рассчитайте титр и нормальность раствора щавелевой кислоты.
Решение
1) Определяем химическое количество вещества щавелевой кислоты:
;
2) Количество вещества эквивалента (nэ) вычисляем по формуле:
nэ = n ∙ z,
где z – число электронов, отданных щавелевой кислотой при окислении
Н2С2O4 - 2ē ↔ 2 СО2↑ + 2Н+,
;
3) Рассчитываем нормальность и титр раствора щавелевой кислоты:
;
Пример 2 На титрование 25 мл раствора сульфата железа (II) в кислой среде пошло 20 мл раствора КМnO4, титр которого равен 0,000632 г/мл. Вычислите массу навески FeSO4·7H2O, пошедшую на приготовление указанного объема раствора сульфата железа (II).
Решение
При титровании соли Fe2+ протекает реакция:
10FeSO4 + 2 КМnO4 + 8 H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
МnO
+ 8Н+ + 5ē → Mn2+ + 4Н2O; 2
2 Fe2+ - 2ē → 2 Fe3+ 5
2 МnO + 10 Fe2+ + 16Н+ → 2 Mn2+ + 10 Fe3+ + 8 Н2O
1) Нормальность раствора КМnO4 рассчитываем по формуле:
н
2) Нормальность раствора FeSO4 рассчитываем по закону эквивалентов:
н
3) Так как для рассматриваемого процесса n(FeSO4) = nэ(FeSO4), следовательно
n (FeSO4) = Сн · V = 0,016 · 0,25 = 0,004 моль,
n (FeSO4·7H2O) = n (FeSO4) = 0,004 моль
4) Масса навески FeSO4·7H2O равна:
m (FeSO4·7H2O) = n· M = 0,004 · 278 = 1,112 г
Пример 3 2,5 г водородпероксида разбавили водой до 200 мл. На титрование 5,0 мл полученного раствора в кислой среде пошло 20 мл 0,05 н. раствора калия перманганата. Какова массовая доля H2O2, в исходном концентрированном растворе?
Решение
При титровании водородпероксида протекает реакция:
5 Н2O2 + 2 КМnO4 + 3 H2SO4 = 5 О2+ K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O
МnO + 8Н+ + 5ē ↔ Mn2+ + 4Н2O; 2
Н2O2 - 2ē ↔ О2 + 2 Н+ 5
2 МnO + 5 Н2O2 + 6 Н+ ↔ 2 Mn2+ + 5 О2 + 8 Н2O
1) Нормальность раствора Н2O2 рассчитываем по закону эквивалентов:
н
2) Устанавливаем титр раствора водородпероксида:
3) Рассчитываем массу и массовую долю Н2O2 в растворе:
m = T · V = 0,0034 ∙ 200 = 0,68 г
Лабораторная работа
Цель: Ознакомить студентов с теоретическими основами пер-манганатометрии как одного из ведущих методов оксидиметрии; приобрести навыки по перманганатометрическому титрованию и выполнению количественных расчетов.
Материалы и оборудование: бюретки, пипетки (аналитические, глазные, Мора), мерные колбы, колбы для титрования, стеклянные воронки, мерные цилиндры, стандартный раствор дигидрата щавелевой кислоты, рабочий раствор КМnO4, 1М раствор H2SO4 для созданий среды, исследуемые растворы FeSO4, H2O2.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
Основные порталы (построено редакторами)