Определение пероксида водорода.

Качество препарата пероксида водорода определяется массовой долей Н₂О₂. Со временем пероксид водорода частично разлагается с выделением кислорода:

Н₂О₂ → Н₂О + ½ О₂

Этот процесс особенно заметен, если хранить пероксид водорода на свету, а не в защищенном от света месте. Для проверки качества реактива определяют ω (Н₂О₂) в препарате.

Пероксид водорода Н₂О₂ обладает одновременно свойствами окислителя и восстановителя, т.к. степень окисления атома кислорода в Н₂О₂ является промежуточной между степенью его окисления в Н₂О и О₂.

Когда Н₂О₂ является окислителем, то его восстановление характеризуется полуреакцией:

Н₂О₂ + 2е + 2Н⁺ = 2Н₂О

Действуя в качестве восстановителя, Н₂О₂ окисляется с выделением кислорода:

Н₂О₂ – 2е → О₂ + 2Н⁺

Перманганатометрическое определение пероксида водорода состоит в окислении его до свободного кислорода:

2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 5O₂ + 8H₂O

или:

2КМnО₄ + 5Н₂О₂ + 3Н₂SO₄ = 2МnSO₄ + 5O₂ + 8Н₂О

В точке эквивалентности:

ν (1/5 KMnO₄) = ν (1/2 H₂O₂)

Переход электронов от Red к Ох происходит, если существует разность электрических (электродных) потенциалов, которая называется электродвижущей силой (ЭДС). Переход электронов осуществляется от электрода с меньшим потенциалом к электроду с большим потенциалом, тогда ЭДС является положительной величиной:

ЭДС = φ(Ox) - φ (Red) [B],

Каждой полуреакции можно составить свой электродный потенциал, который рассчитывают по уравнению Нернста-Петерса. При этом полуреакцию представляют в виде полуреакции восстановления (в таком виде они представлены в справочнике):

Ox + ne → Red

где

[Ox], [Red] – условная запись произведения концентраций окислителя и восстановителя, возведенные в степени стехиометрических коэффициентов. При этом для твердых веществ […] = 1, а для газов […] = p (парциальному давлению).

φ⁰ – стандартный потенциал, который приводится в справочнике, отсчитанный от потенциала стандартного водородного электрода, условно принятый равным нулю.

При определении направления ОВ-реакции в стандартных условиях необходимо, чтобы Е > 0. При этом Ох в реакции с большим потенциалом будет самопроизвольно реагировать с Red полуреакции с меньшим потенциалом:

Е = φ₁⁰ - φ₂⁰ > 0 – условие возможности ОВ-реакции

Сила Ох растет по мере роста электродного потенциала, а сила Red – по мере уменьшения потенциала.

Пример 4. Реакция перманганата калия с перекисью водорода в кислой среде (лабораторная работа):

3. Практическая работа

1) Выполнить лабораторную работу «Методы окисления и восстановления в объемном анализе - перманганатометрия. Изучение факторов, влияющих на направление и глубину протекания ОВ-реакций»

2) Цель работы: Определить содержание перекиси водорода в исследуемом объекте. Изучить свойства веществ, встречающихся в медицинской практике, и влияние условий на протекание ОВР.

3) Методика проведения работы.

Часть 1.

1. Получить задачу у преподавателя, разбавить водой до метки, тщательно перемешать. Записать в тетрадь объем мерной колбы (V м.к.). Считать плотность раствора ρ=1 г/мл.

2. Предварительно вымытую и промытую стандартным раствором бюретку заполнить раствором титранта КMnО₄, устранить из носика пузырьки воздуха, довести до нулевой метки. Записать в тетрадь нормальную концентрацию раствора титранта.

3. Предварительно вымытой и промытой исследуемым раствором пипеткой отобрать аликвоту анализируемого раствора Н₂О₂, перенести раствор в тщательно промытую водой коническую колбу для титрования, добавить к раствору 10-15 мл H₂SO₄ (1:4) и содержимое колбы оттитровать рабочим раствором KMnO₄ до появления розового неисчезающего окрашивания от одной избыточной капли раствора KMnO₄. Титрование повторяют три раза.