Теоретична частина

Методи оксидаційно-відновного титрування основані на оксидаційно- відновних реакціях. Ці методи класифікують в залежності від того, який робочий стандартний розчин окисника чи відновника використовується:

• перманганатометрія – метод, оснований на реакціях окислення перманганатом калію KMnO₄;

• йодиметрія – метод, оснований на реакціях окислення йодом або відновленням I^-–іонами;

• дихроматометрія – метод, оснований на реакціях окислення дихроматом калію –

• K₂ Cr₂O₇;

• броматометрія – метод, оснований на реакціях окислення броматом калію KBrO₃;

• церіметрія – метод, оснований на реакціях окислення іонами Се⁴⁺;

• ванадатометрія – метод, оснований на реакціях окислення VO₃^– – іонами;

– титанометрія – метод, оснований на реакціях відновлення іонами Ті³⁺.

Мірою окисно-відновної здатності різних сполук служить значення окисно-відновного потенціалу, який вимірюється в вольтах.

Залежність окисно-відновного потенціалу Е від концентрації окисленої (А_ок) і відновленої (А_відн) форм окисно-відновної пари виражається рівнянням Нернста.

E = E₀ + RT * ln a^A_ox

nF a^B_red

Де E₀ - стандартна ЕРС електрохімічного ланцюга

n– заряд досліджуваного йону з відповідним знаком;

a^A_ox, a^B_red – активність досліджуваного йону в окисленій і відновленій формах,

а = f*c (f – коефіцієнт активності, с – концентрація досліджуваного йону)

R – газова постійна;

T – абсолютна температура;

F- постійна Фарадея.

За значенням стандартного потенціалу можна оцінити чи буде протікати дана окисно-відновна реакція, вказати напрямок окисно-відновної реакції, вибрати потрібні окисники і відновники для даної реакції.

Молярна маса еквівалента речовини Em – це маса одного моля еквівалентів цієї речовини, яка дорівнює добутку фактора еквівалентності fa на молярну масу цієї речовини:

Em = fa • Ма.

Фактор еквівалентності в окисно-відновних реакціях для даної речовини дорівнює одиниці поділеній на кількість електронів, що приймають участь в окисленні чи відновленні.

Наприклад:

Cr₂O₇^2- + 6e + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 7H₂O

f(K₂Cr₂O₇) = ¹/₆

Перманганатометрія

Перманганатометрія – це метод окисно-відновного титрування, в якому використовується стандартний розчин KMnO₄ для визначення сполук, які мають відновні властивості.

В залежності від рН середовища продукти відновлення MnO₄^- - йонів можуть бути різними. Наприклад:

- кисле середовище:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O (E₀ = 1,51 B)

- слаболужне або нейтральне середовище:

MnO₄^- + 2H₂O + 3е → MnO₂↓ + 4ОН^-

↓ - бурий осад

- сильнолужне середовище:

MnO₄^- + е → MnO₄^2- - розчин зеленого забарвлення

Для титриметричного аналізу краще всього використовувати кисле середовище, тому що продуктом відновлення є сполука Mn²⁺, яка немає забарвлення ( на відміну від MnO₂↓ і MnO₄^2-), на фоні якого яскраво видно забарвлення розчину, спричинене надлишковою краплею титранту (KMnO₄).

Необхідне середовище створюється за допомогою H₂SO₄. Фіксування кінцевої точки титрування проводиться безіндикаторним методом, тому що KMnO₄ – сам має фіолетове забарвлення.

Титрант – 0,1 Н розчин KMnO₄ – готують як вторинний стандартний і стандартизують його за стандартними речовинами:

H₂C₂O₄ – щавелева кислота

Na₂C₂O₄ – натрій оксалат

As₂O₃ –оксид арсену (ІІІ)

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ * 6H₂O – сіль Мора.

Перманганатометричним методом можна визначити ряд відновників:

1) H₂O₂, NO₂^-, C₂O₄^2-, Fe²⁺;

2. Ca²⁺ - в різних препаратах

3. MnO₂, PbO₂, K₂Cr₂O₇ – і інші окисники зворотнім методом титруванням.