ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 640
Скачиваний: 1
31
П ер м а нга на т ом ет р ия
В
си льноки слой
ср ед е
пер манганат
-
и оны
облад аю т
вы соки м
оки сли тельно
-
восстанови тельны м
потенци алом
,
восстанавли ваясь
д о
M n ( I I ) ,
и
и х
пр и меняю т
д ля
опр ед елени я
многи х
восстанови телей
:
O
2
H
4
2
n
M
H
8
e
5
4
O
n
M
+
+
=
+
+
+
−
B
1.51
o
2
Mn
/
4
O
Mn
E
=
+
−
Пр и
ти тр овани и
пер манганатом
,
как
пр ави ло
,
не
пр и меняю т
и нд и катор ы
,
так
как
р еагент
сам
окраш ен
и
является
чувстви тельны м
и нд и катор ом
: 0.1
мл
0.01
М
р аствор а
KMnO
4
окраш и вает
100
мл
вод ы
в
блед но
-
р озовы й
цвет
.
Т и тр ованны й
р аствор
пер манганата
кали я
по
точной
навеске
кри сталли ческого
пр епар ата
пр и готови ть
невозмож но
,
так
как
в
нем
всегд а
сод ер ж и тся
некотор ое
коли чество
M n O
2
и
д р уги е
пр од укты
р азлож ени я
.
Пер ед
установлени ем
точной
концентр аци и
р аствор
K M n O
4
вы д ер ж и ваю т
в
темной
склянке
в
течени е
7
–
10
д ней
.
За
это
вр емя
пр ои сход и т
оки слени е
восстанови телей
,
пр и сутстви е
котор ы х
в
д и сти лли р ованной
вод е
полностью
и склю чить
не
уд ается
(
пы ль
,
след ы
ор гани чески х
соед и нени й
и
т
.
д
.).
Д ля
ускор ени я
эти х
пр оцессов
р аствор
пер манганата
кали я
и ногд а
ки петят
.
Н еобход и мо
учи ты вать
,
что
вод а
облад ает
оки сли тельно
-
восстанови тельны ми
свойствами
и
мож ет
восстанавли вать
пер манганат
.
Э та
р еакци я
и д ет
мед ленно
,
но
M n O
2
и
пр ямой
солнечны й
свет
катали зи р ую т
пр оцесс
р азлож ени я
K M n O
4
,
поэтому
чер ез
7
–
10
д ней
осад ок
MnO
2
необход и мо
уд али ть
.
Раствор
K M n O
4
обы чно
остор ож но
сли ваю т
с
осад ка
и ли
ф и льтр ую т
чер ез
стеклянны й
ф и льтр
.
Пр и готовленны й
таки м
обр азом
р аствор
K M n O
4
не
сли ш ком
ни зкой
концентр аци и
(0.05
н
.)
и
вы ш е
(f
e q
= 1/5)
не
и зменяет
ти тр
пр од олж и тельное
вр емя
.
Т и тр
р аствор а
пер манганата
кали я
устанавли ваю т
по
безвод ному
оксалату
натр и я
N a
2
C
2
O
4
и ли
д и ги д р ату
щавелевой
ки слоты
Н
2
С
2
O
4
.
2
Н
2
O .
Реакци я
взаи мод ействи я
пер манганата
кали я
со
щавелевой
ки слотой
относи тся
к
ти пу
автокатали ти чески х
:
O
2
H
8
2
CO
10
2
Mn
2
H
11
4
O
2
HC
5
4
O
Mn
2
+
+
+
=
+
+
−
+
−
О на
катали зи р уется
и онами
M n
2 +
.
Пер вы е
капли
пер манганата
д аж е
в
гор ячем
р аствор е
обесцвечи ваю тся
очень
мед ленно
.
В
ход е
ти тр овани я
концентр аци я
и онов
M n
2 +
возр астает
и
скор ость
р еакци и
увели чи вается
:
р еакци я
сама
себе
поставляет
катали затор
.
Д ля
обнар уж ени я
конечной
точки
ти тр овани я
(
К Т Т
)
и спользую т
:
а
)
и счезновени е
и ли
появлени е
окраски
ти тр анта
и ли
ти тр уемого
вещества
;
б
)
оки сли тельно
-
восстанови тельны е
и
специ ф и чески е
и нд и катор ы
;
в
)
и нстр ументальны е
метод ы
(
потенци ометр и ческое
ти тр овани е
и
д р
.).
С пе циф иче ские
индика т ор ы
—
это
вещества
,
котор ы е
обр азую т
и нтенси вно
окраш енное
соед и нени е
с
од ни м
и з
компонентов
оки сли тельно
-
восстанови тельной
си стемы
.
Н апр и мер
,
пр и
ти тр овани и
и од а
и спользую т
32
специ ф и чески й
и нд и катор
–
крахмал
,
обр азую щи й
темно
-
си нее
соед и нени е
с
I
3
–
–
и онами
.
О кислит е льно
-
в осст а нов ит е льны е
(
р е докс
)
индика т ор ы
—
это
соед и нени я
,
в
основном
ор гани чески е
,
способны е
к
оки слени ю
и ли
восстановлени ю
,
пр и чем
и х
оки сленная
и
восстановленная
ф ор мы
и мею т
р азную
окраску
.
В
качестве
р ед окс
-
и нд и катор ов
пр и меняю т
такж е
комплексы
ор гани чески х
ли ганд ов
с
металлами
,
способны ми
и зменять
степень
оки слени я
.
В
пер манганатометр и и
часто
обход ятся
бе з
пр им е не ния
спе циа льного
индика т ор а
,
так
как
сам
пер манганат
и меет
и нтенси вную
окраску
и
и збы точная
капля
р еагента
легко
обнар уж и вается
по
собственной
окраске
.
Л а бора т орн а я
ра бот а
№
5 .
У ста новление
концентра ции
ра бочего
ра створа
перма нга на та
ка лия
.
П ерма нга на тометрическое
определение
содержа ния
железа
(II)
в
ра створе
Ц ель
р а бот ы
:
установлени е
ти тр а
и
концентр аци и
р аствор а
пер манганата
кали я
с
пр и менени ем
в
качестве
станд ар та
р аствор а
щавелевой
ки слоты
.
О пр ед елени е
сод ер ж ани я
ж елеза
(II)
в
р аствор е
метод ом
пер манганатометр и и
.
С ущ ност ь
р а бот ы
Д анная
лабор атор ная
р абота
состои т
и з
д вух
этапов
.
1.
Станд ар ти заци я
р аствор а
пер манганата
кали я
.
2.
О пр ед елени е
сод ер ж ани я
ж елеза
в
р аствор е
.
1.
Пер манганат
кали я
взаи мод ействует
со
щавелевой
ки слотой
в
ки слой
ср ед е
по
ур авнени ю
:
2
К М
n O
4
+ 5
Н
2
С
2
O
4
+ 3 H
2
S O
4
= 2 M n S O
4
+ 1 0
С
O
2
+ 8
Н
2
O + K
2
S O
4
;
2
М
n O
4
–
+ 5
С
2
O
4
2
–
+ 1 6
Н
+
=
М
n
2 +
+ 1 0
СО
2
+ 8
Н
2
O
Реакци я
автокатали ти ческая
,
поэтому
несмотр я
на
больш ую
р азность
потенци алов
пар
М
nO
4
–
/
М
n
2+
(
Е °
= 1.51
В
)
и
2
С
O
2
/
С
2
O
4
2
–
(
Е °
=
–
0.49
В
),
д ля
ускор ени я
пр оцесса
р аствор
след ует
нагр еть
.
2.
О пр ед елени е
сод ер ж ани я
Fe (II)
состои т
в
пр ямом
ти тр овани и
анали зи р уемого
р аствор а
станд ар тны м
р аствор ом
пер манганата
кали я
в
ки слой
ср ед е
.
Т и тр овани е
основано
на
р еакци и
:
5Fe
2+
+ MnO
4
–
+ 8
Н
+
= 5Fe
3+
+
М
n
2+
+ 4
Н
2
O
М оляр ная
масса
экви валента
ж елеза
в
р еакци и
с
пер манганатом
кали я
р авна
его
моляр ной
массе
,
так
как
f
eq
(Fe) = 1.
33
М а т ер иа лы
и
обор удова ние
1.
Бю р етка
емкостью
25.00
см
3
;
2.
Пи петка
емкостью
10.00
см
3
;
3.
В ор онка
;
4.
К олба
д ля
ти тр овани я
;
5.
М ер ны й
ци ли нд р
емкостью
25
см
3
;
6.
Станд ар тны й
р аствор
щавелевой
ки слоты
С
(1/2
Н
2
С
2
О
4
) = 0.0500
моль
/
д м
3
;
7.
Раствор
сер ной
ки слоты
С
(1/2 H
2
SO
4
) = 2
моль
/
д м
3
;
8.
Рабочий
р аствор
пер манганата
кали я
;
9.
А нали зи р уемы й
р аствор
и онов
ж елеза
(II).
1.
С та ндартизация
ра створа
перма нга на та
ка лия
Вы полнение
р а бот ы
Бю р етку
заполняю т
р аствор ом
пер манганата
кали я
,
пр ед вар и тельно
ополоснув
ее
эти м
р аствор ом
.
О тби р аю т
пи петкой
10.00
см
3
0.0500
М
р аствор а
щавелевой
ки слоты
и
пер еносят
ее
в
колбу
д ля
ти тр овани я
.
Пр и ли ваю т
ци ли нд р ом
10
см
3
р аствор а
сер ной
ки слоты
С
(1/2 H
2
SO
4
) = 2
моль
/
д м
3
,
р аствор
нагр еваю т
д о
70
–
80
о
С
(
не
д опу ская
ки пени я
,
пр и
котор ом
щавелевая
ки слота
р азлагается
),
и
гор ячий
р аствор
ти тр ую т
пер манганатом
кали я
.
Раствор
ти тр анта
пр и ли ваю т
по
каплям
пр и
непр ер ы вном
пер емеш и вани и
,
пр и чем
в
начале
ти тр овани я
след ую щую
каплю
р аствор а
KMnO
4
пр и бавляю т
ли ш ь
после
того
,
как
совер ш енно
и счезла
окраска
от
пр ед ы д ущей
капли
.
Пер воначально
обесцвечи вани е
пер манганата
кали я
пр ои сход и т
мед ленно
,
но
затем
по
мер е
обр азовани я
М
n
2+
,
и гр аю щего
р оль
катали затор а
,
р еакци я
ускор яется
.
Т и тр овани е
пр екращаю т
,
когд а
от
од ной
и збы точной
капли
К М
n
О
4
р аствор
окраси тся
в
р озовы й
цвет
,
не
и счезаю щи й
в
течени е
2-3
ми нут
.
Т и тр овани е
повтор яю т
несколько
р аз
.
Полученны е
р езультаты
заносят
в
табли цу
.
К онцентр аци ю
и
ти тр
р аствор а
пер манганата
кали я
р ассчи ты ваю т
по
ф ор мулам
:
,
)
4
KMnO
(
V
)
4
O
2
C
2
H
(
V
)
4
O
2
C
2
H
2
1
(
C
3
д м
/
моль
),
4
KMnO
1
(
C
⋅
=
5
1000
)
4
KMnO
1
(
M
)
4
KMnO
1
(
C
3
см
/
),
4
KMnO
1
(
T
5
5
5
⋅
=
г
гд е
С
( 1 / 2 H
2
C
2
O
4
)
–
концентр аци я
станд ар тного
р аствор а
щавелевой
ки слоты
,
моль
/
д м
3
; V ( 1 / 2 H
2
C
2
O
4
)
–
объем
али квоты
р аствор а
щавелевой
ки слоты
,
см
3
;
V ( KMn O
4
)
–
ср ед ни й
объем
р аствор а
пер манганата
кали я
,
пош ед ш и й
на
ти тр овани е
,
см
3
;
Т
( 1 / 5 K M n O
4
)
–
ти тр
р аствор а
пер манганата
кали я
,
г
/
см
3
;
М
( 1 / 5 K M n O
4
)
–
моляр ная
масса
экви валента
пер манганата
кали я
,
г
/
моль
.
34
2.
О пределение
содержа ния
ионов
железа
(II)
в
ра створе
Вы полнение
р а бот ы
Бю р етку
заполняю т
станд ар тны м
р аствор ом
пер манганата
кали я
,
пр ед вар и тельно
ополоснув
ее
д важ д ы
эти м
р аствор ом
.
10.00
см
3
анали зи р уемого
р аствор а
,
сод ер ж ащего
и оны
Fe
2+
,
отби р аю т
пи петкой
и
пер еносят
в
колбу
д ля
ти тр овани я
.
Д обавляю т
5
см
3
р аствор а
сер ной
ки слоты
С
(1/2 H
2
SO
4
) = 2
моль
/
д м
3
,
отмер енного
ци ли нд р ом
.
Полученны й
р аствор
ти тр ую т
р аствор ом
пер манганата
кали я
,
д обавляя
ти тр ант
по
каплям
и
тщательно
пер емеш и вая
сод ер ж и мое
колбы
.
Т и тр овани е
пр од олж аю т
д о
появлени я
блед но
-
р озовой
окраски
,
не
и счезаю щей
в
течени е
30
сек
.
Т и тр овани е
пр овод ят
несколько
р аз
.
Полученны е
д анны е
запи сы ваю т
в
табли цу
.
И спользуя
ср ед нее
значени е
объема
ти тр анта
,
р ассчи ты ваю т
сод ер ж ани е
ж елеза
,
мг
.
)
Fe
(
M
)
4
KMnO
(
V
)
4
KMnO
5
1
(
C
мг
),
2
Fe
(
m
⋅
⋅
=
+
К онтроль ны е
вопросы
1.
Ч то
назы ваю т
оки сли телем
и
восстанови телем
?
2.
К аки е
р еакци и
являю тся
оки сли тельно
-
восстанови тельны ми
?
3.
Запи ш и те
ур авнени е
д ля
р асчета
электр од ного
потенци ала
.
4.
К ак
класси ф и ци р ую т
метод ы
оки сли тельно
-
восстанови тельного
ти тр овани я
?
5.
Почему
нельзя
пр и готови ть
р аствор
пер манганата
кали я
по
точной
навеске
?
6.
К аки е
существую т
способы
ф и кси р овани я
конечной
точки
ти тр овани я
в
окср ед метр и и
?
7.
К аки е
вещества
и спользую т
в
качестве
пер ви чны х
станд ар тов
в
пер манганатометр и и
?
8.
К аков
пр и нци п
д ействи я
оки сли тельно
-
восстанови тельного
и нд и катор а
?
9.
Д ля
чего
д обавляю т
сер ную
ки слоту
пр и
пер манганатометр и ческом
опр ед елени и
и онов
ж елеза
(2+)?
10.
К ак
опр ед еляется
ф актор
экви валентности
в
оки сли тельно
-
восстанови тельны х
р еакци ях
?
35
Ф изико
-
хим ические
м ет оды
а на лиза
Ф изико
-
хим ические
(
инст р ум ент а ль ны е
)
метод ы
анали за
основаны
на
и спользовани и
зави си мости
меж д у
и змер яемы ми
ф и зи чески ми
свойствами
веществ
и
и х
качественны м
и
коли чественны м
составом
.
К ла ссиф ика ция
инст р ум ент а ль ны х
м ет одов
а на лиза
Э лект р охим ические
м ет оды
основаны
на
и змер ени и
электр охи ми чески х
свойств
си стем
.
О пт ические
м ет оды
основаны
на
и змер ени и
опти чески х
свойств
веществ
.
Х р ом а т огр а ф ические
м ет оды
основаны
на
и спользовани и
способности
р азли чны х
веществ
к
и зби р ательной
сор бци и
.
Пр и меняю т
такж е
и
д р уги е
метод ы
анали за
(
Т ер ми чески е
,
р ад и ометр и чески е
,
ультр азвуковы е
и
т
.
д
.)
Э лект р охим ические
м ет оды
а на лиза
Разли чаю т
пр ям ы е
и
косвенны е
электр охи ми чески е
метод ы
.
В
пр ям ы х
м ет ода х
и спользую т
зави си мость
си лы
тока
(
потенци ала
и
т
.
д
.)
от
концентр аци и
опр ед еляемого
компонента
.
В
косвенны х
м ет ода х
си лу
тока
(
потенци ал
и
т
.
д
.)
и змер яю т
с
целью
нахож д ени я
конечной
точки
ти тр овани я
опр ед еляемого
компонента
.
К ла ссиф ика ция
элект р охим ических
м ет одов
К о ндукт ом ет р ический
а на лиз
–
основан
на
и змер ени и
электр и ческой
пр овод и мости
р аствор ов
как
ф ункци и
и х
концентр аци и
;
К улоном ет р ический
а на лиз
–
основан
на
и змер ени и
коли чества
электр и чества
,
пр ош ед ш его
чер ез
р аствор
,
как
ф ункци и
его
концентр аци и
;
Воль т а м пер ом ет р ический
а на л из
–
основан
на
и змер ени и
тока
как
ф ункци и
пр и лож енной
и звестной
р азности
потенци алов
и
концентр аци и
р аствор а
;
Э лект р огр а вим ет р ический
а на лиз
–
основан
на
и змер ени и
массы
пр од укта
электр охи ми ческой
р еакци и
;
П от енциом ет р ический
а на лиз
–
основан
на
и змер ени и
электр од ны х
потенци алов
как
ф ункци и
концентр аци и
анали зи р уемого
р аствор а
.
Разли чаю т
пр ямую
потенци ометр и ю
(
ио ном ет р ию
)
и
косвенную
(
пот енциом ет р ическое
т ит р ова ние
) .