Как приготовить рабочий раствор перманганата калия

2.3.4. Окислительно-восстановительного титрования

2.3.4.5. Приготовление и стандартизация рабочего раствора

В качестве рабочего раствора в методе перманганатометрии применяют 0,05 моль/л или 0,1 моль/л раствор KMnO₄. Даже очень разбавленные растворы перманганата калия интенсивно окрашены. Поэтому фиксируют точку эквивалентности по появлению розовой окраски раствора, вызываемой добавлением лишь одной капли избытка стандартного раствора KMnO₄. Его титр нельзя рассчитать по весу растворенного перманганата. Это связано с тем, что продажные препараты KMnO4 относительно высокой чистоты содержат следы хлоридов, нитратов, сульфатов (перманганата в них 99,0-99,6 % масс.). Однако перекристаллизацией из водного раствора можно получить продукт, содержащий 99,6-99,8 % масс. KMnO₄. Но даже если взять его точную навеску для приготовления титрованного раствора, то концентрация оказывается несколько меньшей, чем это следовало бы по расчету. Оказывается, что даже в дистиллированной воде хорошего качества обычно присутствуют малые количества восстановителей. Поэтому лучше всего для приготовления стандартного раствора перманганата растворить несколько большее количество KMnO₄, чем это требовалось бы по расчету, прокипятить раствор, охладить, а затем устанавливать его титр.

Для приготовления 1 л раствора перманганата калия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л взвешивают на технических весах 3,16 г KMnO₄ (если титрование проводят в кислой среде, то M1/5(KMnO₄) = M(KMnO₄)/5), раствор нагревают до кипения, дают ему постоять не менее двух недель для того, чтобы завершились все возможные окислительно-восстановительные реакции и полностью прошло осаждение образующегося при этом MnO₂. Выдержанный раствор сливают через сифон (раствор можно фильтровать через асбестовую сетку или стеклянный фильтр, но ни в коем случае не через бумажный) и сохраняют в тщательно промытых темных бутылях, так как свет ускоряет разложение KMnO₄:

Применяемая для хранения перманганата склянка должна быть снабжена притертой пробкой с целью защиты от соприкосновения с парами веществ, имеющих свойства восстановителей, от пыли, а также с целью исключения его испарения. Притертую пробку предварительно обрабатывают хромовой смесью для удаления органических веществ, а затем дистиллированной водой.

Готовый раствор не должен образовывать при хранении бурый налет двуокиси марганца на стенках посуды, так как его присутствие катализирует процесс дальнейшего разложения перманганата:

Количество двуокиси марганца в этом процессе возрастает, и поэтому действие ее — автокаталитическое. Действие ионов Mn 2+ такое же, так как эти ионы образуют с перманганатом водную двуокись марганца.

Лучший способ приготовления 0,01 М раствора KMnO₄ состоит в разбавлении более концентрированного раствора водой, освобожденной от присутствия восстановителей путем перегонки в присутствии перманганата.

Титр раствора KMnO₄ с течением времени несколько изменяется, поэтому его необходимо периодически проверять.

Титр раствора KMnO₄ устанавливают по щавелевой кислоте H₂C₂O₄ · 2H₂O, оксалату аммония (NH₄)₂C₂O₄ · H₂O, оксалату натрия Na₂C₂O₄, мышьяковистому ангидриду As₂O₃, гексацианоферрату (II) калия K₄[Fe(CN)₆] · 3H₂O, по металлическому железу, по соли Мора FeSO₄ · (NH₄)₂SO₄ · 6H₂O, по йодиду калия KI, йодату калия KIO₃ и некоторым другим веществам.

Наиболее часто в качестве установочных веществ используются щавелевая кислота и ее соли, так как они легко могут быть очищены от примесей перекристаллизацией из воды. Более удобно пользоваться оксалатом аммония или натрия, концентрация которых не изменяется во времени. Оксалат натрия не содержит кристаллизационной воды и устойчив, но, к сожалению, относительно труднорастворим.

Источник

Приготовление рабочего раствора перманганата и установка его титра.

Как уже было сказано, в перманганатометрии почти всегда пользуются реакцией, протекающей по уравнению:

Сeq_MnO4 =

Так как, в перманганатометрии обычно применяют 0,1 н раствор, то для получения 1 литра такого раствора необходимо взять: а_КMnO4= СМV/1000=0,1×31,61×1000/1000=3,16г KMnO₄

Однако перманганат калия не может быть использован в качестве исходного вещества и из его навески нельзя непосредственно приготовить титрованный раствор. Связано это с тем, что KMnO₄ почти всегда загрязнен продуктами его восстановления (MnO₂). С другой стороны раствор КMnO₄ в течение 10-15 дней после приготовления меняет свой титр.

Поэтому приготовленный раствор перманганата калия оставляют на 10-15 дней в склянке из темного стекла, закрытой стеклянной пробкой и только по истечению этого времени фильтруют через стеклянный фильтр и определяют его нормальность. Выстоявшийся, профильтрованный и защищенный от пыли раствор КMnO₄ практически не меняет своего титра в течение 4 месяцев (понижение на 0,5%).

КMnO₄ действует на резину и другие органические вещества, по этой причине растворы КMnO₄ следует хранить в склянках со стеклянной пробкой, а при титровании необходимо пользоваться бюретками со стеклянными кранами; растворы перманганата должны быть защищены от попадания в них пыли и действия прямых солнечных лучей. В зависимости от концентрации раствор перманганата может иметь густую окраску (1н), то нижний край мениска невиден и поэтому отсчет в бюретке производят по верхнему краю мениска. Если раствор прозрачен, работаем по нижнему мениску.

Источник

Марганцовка. Применение, разведение, свойства.

Марганцовка. Применение в домашних условиях растворов перманганата калия для обеззараживания и промывания ран, полоскания горла, спринцевания, при отравлении некоторыми веществами требует базового знания свойств этого средства, механизмов его действия и правил разведения.

Химические и биологические свойства

Марганцовка или перманганат калия это калиевая соль марганцовой кислоты с химической формулой KMnO₄. Внешне выглядит как тёмно-фиолетовые кристаллы, которые при растворении в воде образуют ярко окрашенный раствор от светло-розового до насыщенного фиолетового цвета в зависимости от концентрации.

Является сильнейшим окислителем. При взаимодействии с восстановителями выделяет атомарный кислород, окисляя металлы, серу, фосфор, органику.

Раствор перманганата калия окисляет многие органические вещества, в том числе белки. За счет этого марганцовка обладает сильным разрушающим действием в отношении органических молекул, например ядов и токсинов, и антисептическим действием на все микроорганизмы. При полоскании и спринцевании в небольших концентрациях растворы перманганата калия оказывает вяжущий эффект, концентрированный раствор оказывает прижигающее действие.

Марганцовка. Применение в медицинских целях.

Если в Вашей домашней аптечке есть перманганат калия, то его растворы можно применять в самых разных случаях. Антисептические свойства марганцовки используют при промывании ран, полоскании горла и рта, спринцевании, при отравлении морфином и другими алкалоидами в качестве рвотного средства, для прижигания язвенных и ожоговых поверхностей, для обеззараживания воды при купании детей или для питья.

Способ приготовления растворов перманганата калия

Как приготовить раствор марганцовки? В зависимости от цели применения раствор перманганата калия готовится в соответствующей концентрации:

1. Наружно для промывания ран 0,1—0,5 % или 1—5 гр. марганцовки на 1 литр воды
2. Для полоскания рта и горла, спринцевания, промывания желудка при отравлении 0,01—0,1 % или 0,1—1 гр. марганцовки на 1 литр воды
3. Для обработки поверхностей язв и ожогов 2—5 % или 20-50 гр. марганцовки на 1 литр воды
4. Раствор марганцовки для купания детей 0,01 % или 1 гр. марганцовки на 10 литров воды

• Перманганат калия быстрее и лучше растворяется в горячей воде.
• Чтобы в раствор марганцовки не попали нерастворенные кристаллы, целесообразно сначала приготовить рабочий раствор, а затем влить его в используемую емкость, оставляя осадок.
• Рабочий раствор неустойчив. Поэтому хранение раствора марганцовки допускается лишь в течение 1-2 дней в прохладном темном месте, а лучше его использовать сразу.
• Развести марганцовку можно на глазок. Бледно-розовый цвет соответствует слабому 0,1% раствору, светло-фиолетовый — 0,5-1,5 %, насыщенный фиолетовый — крепкому раствору более 1%. Такой способ требует определенного опыта и не может быть рекомендован в случае неуверенности или сомнений.
• Для приготовления раствора марганцовки оптимально пользоваться цифровыми электронными весами:

Осторожно! Марганцовка!

Хранение перманганата калия рекомендуется в герметичной упаковке, в темной стеклянной или другой таре, без доступа света и влаги. В сухом прохладном месте, недоступном для детей.

Ожог марганцовкой при приеме порошка внутрь или если выпить крепкий раствор, вызывает боль, отек слизистой, рвоту, а при большой дозе явления ожогового шока, судороги. Антидотом при отравлении марганцовки служит бриллиантовый синий, аскорбиновая кислота, витамин В12 и В6.

Кроме того, не допускается взрывоопасное смешивание перманганата калия и активных металлов, серы, фосфора, сахара, глицерина, перекиси водорода и других веществ.

Марганцовка в аптеках

Продажа калия перманганата в России ограничена, поскольку он является прекурсором. В Болгарии марганцовку можно купить в любой аптеке без рецепта. Вот ссылка: перманганат калия цена 1,60 лв.

Источник

Приготовление рабочего раствора перманганата калия.

Приготовить титрованный раствор перманганата калия по точной навеске нельзя, т.к. при растворении KMnO₄ в дистиллированной воде происходит частичное восстановление его в MnO₂. Поэтому концентрация раствора KMnO₄ в первые дни после его приготовления изменяется. Поэтому титр раствора устанавливают через 7-10 дней после его приготовления по исходному веществу-щавелевой кислоте: Н₂С₂О₄ •2Н₂О. Для приготовления 1л 0,05н раствора KMnO₄ берут навеску:

г.

Взятую навеску переносят в мерную колбу на 1 л, растворяют в дистиллированной воде и оставляют стоять 7-10 дней, а затем фильтруют через стеклянный фильтр в другую склянку из темного стекла.

Приготовление рабочего раствора щавелевой кислоты.

Щавелевая кислота реагирует с перманганатом калия в кислой среде по уравнению:

Молярная масса эквивалента щавелевой кислоты равна:

М(э) Н₂С₂О₄ •2Н₂О= г.

1. для приготовления 100 мл 0,05 н раствора щавелевой кислоты берут навеску :
г.

2. взятие навески: масса бюкса с веществом —————-г

масса пустого бюкса —————-г

3. навеску щавелевой кислоты переносят в мерную колбу на 100 мл, растворяют в дистиллированной воде, доводят объем водой до метки.

4. нормальную концентрацию щавелевой кислоты вычисляют по формуле:

,

Установка молярной концентрации эквивалента, нормальной концентрации (титра) раствора перманганата калия.

моль/л

1.Бюретку, предварительно ополоснув приготовленным раствором KMnO₄, заполняют этим раствором.

2.Отбирают аликвотную часть (пипеткой 10 мл) раствора щавелевой кислоты и переносят в коническую колбу для титрования, добавляют 10 мл 2н раствора H₂SO₄ и нагревают до 60-70 о С. Нагревание необходимо для ускорения взаимодействия MnO₄ — c С₂О₄ 2- . Горячий раствор медленно титруют из бюретки по каплям раствором KMnO₄ до появления неисчезающей бледно-розовой окраски. Объемы раствора KMnO₄ отсчитывают по верхнему краю мениска.

Результаты трех титрований заносят в тетрадь.

Нормальную концентрацию раствора KMnO₄ вычисляют по формуле:

.

.

КОНТРОЛЬНАЯ ЗАДАЧА

Определение содержания железа (II) в соли Мора.

Определение эквивалентного железа основано на окислении его перманганатом калия в кислой среде по реакции:

10‌ 5 ‌Fe 2+ -ẽ→Fe 3+

Определение железа проводят в растворе двойной соли сульфата железа-аммония (соли Мора) (NH₄)₂•Fe(SO₄)₂•6H₂O являющейся более устойчивой к действию кислорода воздуха, чем FeSO₄•7H₂O.

1. полученный в мерной колбе раствор соли Мора доводят водой до метки.

2. отбирают аликвотную часть (10,0 мл) пипеткой, переносят в коническую колбу для титрования, добавляют мерным цилиндром 10 мл 2 н раствора. Заполняют бюретку стандартизированным раствором KMnO₄.

3. исследуемый раствор титруют на холоде (18-25 о С), т.к. при повышении температуры скорость окисления Fe 2+ кислородом воздуха сильно возрастает. Хлориды мешают перманганатометрическому определению, вследствие возникновения сопряженной реакции окисления ионов С1 — перманганатом,это вызывает дополнительный расход KMnO₄, и результаты титрования получаются неточными. Титрование проводят до появления бледно-розовой окраски, не исчезающей в течении 1-2 мин. Результаты трех титрований заносят в тетрадь:

V Fe 2+ , мл V KMnO₄,мл

Вычисление граммового содержания железа в 100 мл раствора соли Мора.

1 способ: 1) вычисление нормальной концентрации раствора соли Мора:

моль/л.

2) вычисление граммового содержания:

г.

2 способ: 1) вычисление титра раствора KMnO₄:

г.

2) вычисление граммового содержания железа в 100 мл раствора соли Мора:

1.4.2 Лабораторная работа № 4.
ИОДОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ (ИОДОМЕТРИЯ)

Иодометрия представляет собой метод титриметрического анализа, основанного на использовании обратимого окислительно-восстановительного процесса, протекающего по схеме:

Нормальный окислительно-восстановительный потенциал равен +0,54 в. Поэтому более сильные окислители окисляют ион I — до свободного иода I_2, а окислительно-восстановительные пары с меньшими окислительными потенциалами способны восстанавливать свободный иод до ионов иодида. Следовательно, иодометрия может применяться для определения восстановителей:Na₂S₂O₃, H₂SO₃, H₂S и для определения окислителей: KMnO₄, K₂Cr₂O₇, Cl₂, Br₂.

Рабочим раствором является раствор свободного иода, окисляющего восстановителя по схеме:

Определение восстановителей производят или непосредственным титрованием рабочим раствором иода, или способом обратного титрования. Для этого к определенному объему восстановителя добавляют в избытке определенный объем титрованного раствора иода, а затем избыток иода оттитровывают вторым рабочим раствором-тиосульфатом натрия.

Титрование растворами свободного иода проводят в кислой или нейтральной среде, т.к. при рН=8 протекает побочная реакция.

Определять окислителей прямым титрованием раствором иодида калия нельзя, т.к. в точке эквивалентности прекращается выделение свободного иода, но этот момент зафиксировать визуально невозможно.

Иодометрические определения окислителей производят не прямым, а косвенным методом ( метод замещения).

К раствору, содержащему сильную кислоту (H₂SO₄, HCl), приливают избыток КI и точный отмеренный объем раствора определяемого окислителя. При этом выделяется эквивалентное окислительное количество иода:

Выделившейся иод титруют раствором восстановителя-тиосульфатом натрия, который является вторым раствором в иодометрии.

Определяемый окислитель замещается эквивалентным количеством другого окислителя-иода, который и титруется раствором восстановителя-тиосульфата. Этот прием «косвенного» определения называется методом замещения, что значительно расширяет область применения объемного анализа.

Титрование проводится на холоде, т.к иод –вещество летучее. При титровании окислителей необходимо добавлять большой избыток, что ускорит реакцию, кроме того, избыток KI необходим для растворения выделившегося иода KI+I₂→K[I₃], т.к.в воде иод плохо растворяется. Комплексная соль разлагается при титровании иода тиосульфатом натрия. Реакция между иодидом калия и окислителем протекает во времени . Титрование выделившегося иода следует начинать через 5 мин после прибавления окислителя. Эквивалентная точка в иодометрии определяется с помощью индикатора –раствора крахмала. Чувствительность крахмала к водному раствору иода очень большая( одна капля 0, 0001н раствора I₂ вызывает появление синего окрашивания в 50 мл раствора, содержащего крахмал) и еще более увеличивается в присутствии KI. Крахмал образует адсорбционное соединение синего цвета в присутствии полииодидиона [I₃ — ]. Крахмал добавляют к раствору в конце титрования, когда почти весь иод оттитрован. При титровании восстановителей раствором иода крахмал приливают с самого начала.

Источник