Phương pháp Pemanganat

Chia sẻ: Pham Hương | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

2.398
lượt xem 111
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

I. Nguyên tắc của phương pháp: Phương pháp pemanganat dựa trên phản ứng oxi hoá của ion MnO4 -. Khả năng oxi hoá của ion MnO4 - phụ thuộc vào độ axit của môi trường phản ứng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp Pemanganat

A. Phương pháp Pemanganat I. Nguyên tắc của phương pháp: Phương pháp pemanganat dựa trên phản ứng oxi hoá của ion MnO4-. Khả năng oxi hoá của ion MnO4- phụ thuộc vào độ axit của môi trường phản ứng.
Trong dung dịch ion MnO4- bị khử thành Mn2+: MnO4- + 8H+ +5e ↔ Mn2+ + 4H2O EoMnO4-/Mn2+ = 1,51V Trong dunh dịch axit yếu, trung bình và bazơ, sản phẩm phản ứng khử MnO4- là MnO2-: MnO4- + 3e + 2H2O ↔ MnO2 + 4OH- EoMnO4-/MnO2- = 0,588V Trong dung dịch kiềm mạnh, sản phẩm khử của pemanganat MnO4- là manganat MnO42-: - 2- o
Như vậy khả năng oxi hoá của MnO4- trong môi trường axit lớn hơn rất nhiều so với môi trường trung tính hay kiềm. Ngoài ra, trong môi tr ường axit sản phẩm khử là Mn2+ không màu, nên chính KMnO4 cũng là chỉ thị cho quá trình chuẩn độ, vì sau tương đương một giọt dung dịch KMnO4 dư cũng đủ làm cho dung dịch chuyển sang màu tím nhạt. Nên trong thực tế phương pháp chỉ được tiến hành trong môi trường axit mạnh.
Để tạo môi trường axit, dùng H2SO4 chứ không dùng HCl vì Cl- khử được MnO4- tạo thành Cl2, và cũng không dùng HNO3 vì HNO3 là chất oxi hoá mạnh sẽ oxi hoá chất khử làm kết quả chuẩn độ sai.
Phương pháp pemanganat có ưu điểm là không phải dùng chất chỉ thị; pemanganat có thể oxi hoá khử cao nên phương pháp này có thể dùng để xác định nhiều chất khác nhau. Nhưng phương pháp có nhược điểm là cần chuẩn hoá lại KMnO4 vì KMnO4 không phải là chất gốc.
II. Độ bền của KMnO4: KMnO4 thường không tinh khiết, bao giờ cũng chứa tạp chất là sản phẩm khử MnO2. Khi có mặt MnO2 nó đóng vai trò xác tác cho sự tự phân huỷ của MnO4-: 4MnO4- + 2H2O ↔ 4MnO2 + 3O2 +4OH-
Ngoài ra KMnO4 là chất oxi hoá mạnh, dễ bị khử bởi các chất hữu cơ có trong nước, trong bụi không khí, bị phân huỷ bởi ánh sáng…Vì vậy dung dịch KMnO4 sau khi pha xong phải lọc hết vết MnO2 và bảo quản phải đựng trong lọ có màu nâu, đậy kín, tránh không để dung dịch tiếp xúc với bụi bặm hoặc các chất hữu cơ, để yên một thời gian rồi mới chuẩn hoá trước khi dùng. Khi có mặt Mn2+ thì MnO4- cũng không bền do phản ứng: 2MnO4-+3Mn2++2H2O ↔ 5MnO2+4H+
Trong dung dịch axit phản ứng trên xảy ra chậm nhưng trong dung dịch trung tính phản ứng x ảy ra ngay tức khắc. Việc đun sôi dung dịch KMnO4, nhất là trong môi trường axit, sẽ làm phân huỷ KMO4 theo phản ứng (*) nên cần lưu ý khi xác định chất khử bằng cách chuẩn độ lượng dư KMnO4 sau khi đã đun sôi dung dịch chất khử với KMnO4 dư.
III. Ứng dụng của phương pháp: Phương pháp được sử dụng để xác định nhiều loại chất vô cơ, hữu cơ, các chất khử lẫn oxi hoá theo cách chuẩn độ trực tiếp hoặc gián tiếp:
1. Chuẩn độ trực tiếp các chất khử bằng pemangant: Có thể dùng pemanganat để chuẩn độ các chất dùng làm chất gốc: oxalate, Fe(II), ionđua, feroxianua…
Trong điều kiện thực nghiệm thích hợp có thể dùng pemanganat để chuẩn các chất khác: trong môi trường trung tính chuẩn độ Mn(IV); Mn(II) thành Mn(III) khi có HCl, NH4F hoặc pirophotphat; chuẩn độ V(IV) thành V(IV), Ce(III) thành Ce(IV) khi có pirophotphat…; chuẩn độ H2O2 thành O2; NO2- thành NO3-…
2. Định lượng chất lượng chất khử Fe (III): Một số kim loại có thể khử đến trạng thái hóa trị thấp sau khi đi qua cột khử, nhưng sau đó không thể chuẩn độ trực tiếp dạng khử bằng pemanganat khi có không khí vì bị oxi không khí oxi hóa. Để tránh phiền phức do phải đuổi không khí khi chuẩn độ ta cho dạng khử tác dụng với lượng Fe3+ dư và sau đó chuẩn độ Fe2+ tạo thành bằng KMnO4. VD: có thể dùng cách này để chuẩn độ Cr (II) tạo Cr (III); V (II) tạo thành V (IV)…
Định lượng gián tiếp chất khử dùng penmanganat d ư: Nhiều chất khử phản ứng quá chậm với pemanganat và không thể chuẩn độ trực tiếp được. Trường hợp này ta cho chính xác KMnO4 (dư), rồi chuẩn độ lượng dư của nó bằng natri fomat ( hoặc phương pháp Iot). VD: chuẩn độ gián tiếp Iođua tạo Iođat; xianua tạo xianat, sunfua, sunfit, thiosunfat, hiposunfit t ạo sunfat,
3. Định lượng gián tiếp chất oxi hóa dùng chất khử dư: Nhiều chất oxi hóa phản ứng chậm nên không thể chuẩn độ trực tiếp với chất khử. Tuy vậy, có thể cho tác dụng với lượng dư dung dịch chất khử chuẩn rồi sau đó chuẩn độ lượng dư chất khử bằng dung dịch pemanganat. VD: dùng Fe (II) dư để khử Cr (VI) thành Cr (III), V (V) thành V (IV)…và sau đó chuẩn độ Fe (II) dư bằng
4. Định lượng gián tiếp các kim loại tạo được kết tủa oxalat: Làm kết tủa các kim loại này bằng muối oxalat khó tan, sau đó lọc rửa kết tủa, hòa tan trong axit rồi chuẩn độ axit oxalic tạo thành bằng dung dịch pemanganat VD: chuẩn độ bằng phương pháp này đối với Canxi, kẽm, chì, coban, niken,thori,… các nguyên tố đ ất hiếm.
B. Bài tập vận dụng: VD1: Chuẩn hóa dung dịch KMnO4 bằng chất gốc axit oxalic: Để xác định độ chuẩn của dung dịch KMnO4 thường dùng các chất gốc: Na2C2O4, H2C2O4.2H2O, KI, As2O3. Sau đây ta xét trường hợp KMnO4 dùng axit oxalic H C O .2H O
•Nguyên tắc: Chuẩn độ trực tiếp axit oxalic trong môi trường axit bằng KMnO4, tại điểm dừng chuẩn độ khi dư một giọt dung dịch KMnO4, dung dịch sẽ chuyển từ không màu sang màu hồng: Phương trình chuẩn độ: 5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ ↔ 10CO2+2Mn2+ + 8H2O
Những lưu ý của phản ứng chuẩn độ trên: Phản ứng lúc đầu diễn ra rất chậm. Khi có mặt của lượng nhỏ ion Mn2+ thì phản ứng xảy ra rất nhanh nhất là khi đun nóng. Axit oxalic bị phân hủy chậm khi đun nóng nhất là khi có muối Mn2+ làm xúc tác. KMnO4 bị phân hủy chậm khi đun nóng. Khi chuẩn độ quá nhanh và khuấy trộn không đều thì sai số này là đáng kể