Titrasi redoks. Esensi dan klasifikasi metode titrasi redoks

keadaan oksidasi

Misalnya:

Metode untuk mendirikan T.E.

Untuk menentukan titik ekivalen pada titrasi redoks, gunakan:

a) metode non-indikator. Dalam hal larutan zat yang dititrasi atau titran diwarnai, TE dapat ditentukan masing-masing dengan hilangnya atau munculnya warna tersebut;

b) indikator spesifik - perubahan warna ketika titran muncul atau zat yang ditentukan menghilang. Misalnya untuk sistem J 2 /2J - indikator spesifiknya adalah pati yang mewarnai larutan yang mengandung J 2 menjadi biru, dan untuk ion Fe 3+ indikator spesifiknya adalah ion SCN - (ion tiosianat), kompleks yang dihasilkan berwarna darah -merah ;

c) Indikator RH (redoks) – berubah warna ketika potensi RH sistem berubah. Indikator satu warna adalah difenilamin, indikator dua warna adalah ferroin.

Indikator redoks ada dalam dua bentuk - teroksidasi (Ind ok) dan tereduksi (Ind rec), dan warna salah satu bentuk berbeda dari yang lain. Transisi suatu indikator dari satu bentuk ke bentuk lainnya dan perubahan warnanya terjadi pada potensial transisi tertentu, yang diamati ketika konsentrasi bentuk indikator teroksidasi dan tereduksi sama dan menurut persamaan Nernst-Peters:

Interval transisi indikator redoks sangat singkat, tidak seperti indikator asam basa.

Kurva titrasi RH

Kurva titrasi RH menggambarkan perubahan potensial RH sistem seiring dengan penambahan larutan titran.

Reduktometri, ketika larutan zat pengoksidasi dititrasi dengan larutan standar zat pereduksi

Dalam reduktometri, kurva titrasi dihitung:

Oksidimetri, ketika larutan zat pereduksi dititrasi dengan larutan zat pengoksidasi standar

Dalam oksidimetri, kurva titrasi dihitung:

Contoh. Mari kita hitung kurva titrasi larutan FeSO 4 berukuran 100 cm 3 dengan konsentrasi molar setara dengan 0,1 mol/dm 3 dengan larutan KMnO 4 dengan konsentrasi yang sama.

Persamaan reaksi:

Tetapan kesetimbangan reaksi ini adalah

Nilai numerik konstanta kesetimbangan yang besar menunjukkan bahwa kesetimbangan reaksi hampir seluruhnya bergeser ke kanan. Setelah menambahkan tetes titran pertama, dua pasangan OM terbentuk dalam larutan: , potensial masing-masing dapat dihitung menggunakan persamaan Nernst:

Dalam hal ini, larutan zat pereduksi dititrasi dengan larutan zat pengoksidasi, yaitu. Titrasi mengacu pada metode oksidimetri, kurva titrasi dihitung menurut skema yang sesuai.

3) Setelah TE.

Data perhitungan untuk membuat kurva titrasi

TIDAK.	τ	Rumus perhitungan	E, B
	0,10		0,71
0,50	0,77
0,90	0,83
0,99	0,89
0,999	0,95
			1,39
	1,001		1,47
1,01	1,49
1,10	1,50
1,50	1,505

Dengan menggunakan data tabel, kami membuat kurva titrasi:

Untuk kesalahan titrasi ±0,1% lompatan titrasi

∆E = E τ =1,001 - E τ =0,999 = 1,47 – 0,95 = 0,52.

Untuk kesalahan titrasi ± 1,0% lompatan titrasi

∆E = E τ =1,01 - E τ =0,99 = 1,49 – 0,89 = 0,60.

Di wilayah TE, ketika berpindah dari larutan yang dititrasi sebesar 0,1% ke larutan yang dititrasi berlebihan sebesar 0,1%, potensial berubah lebih dari 0,5 V. Lompatan potensial memungkinkan untuk menggunakan pengukuran potensiometri atau indikator RH secara langsung, warna dari yang berubah seiring dengan perubahan potensi. Selain itu, dalam hal ini larutan berwarna digunakan sebagai titran, oleh karena itu T.E. dapat ditentukan dengan munculnya warna merah muda samar dari satu tetes kelebihan kalium permanganat.

PERMANGANOMETRI

Metode ini didasarkan pada oksidasi larutan zat pereduksi dengan kalium permanganat KMnO 4. Oksidasi zat pereduksi dapat dilakukan di berbagai lingkungan, dan mangan (VII) direduksi dalam lingkungan asam menjadi ion Mn 2+, dalam lingkungan netral menjadi mangan (IV) dan dalam lingkungan basa menjadi mangan (VI). Biasanya, dalam metode permanganatometri, reaksi dilakukan dalam lingkungan asam. Dalam hal ini terjadi setengah reaksi

Larutan yang dititrasi tidak dapat dibuat dengan menggunakan penimbangan yang tepat, karena itu mengandung . Oleh karena itu, siapkan terlebih dahulu larutan dengan konsentrasi yang kira-kira diperlukan, biarkan dalam botol gelap selama 7-10 hari, saring endapannya, lalu atur konsentrasi yang tepat dari larutan yang dihasilkan. Standarisasi larutan dilakukan dengan menggunakan larutan asam oksalat yang dititrasi ( ) atau natrium oksalat ().

Indikatornya adalah permanganat itu sendiri, berwarna merah ungu. Akhir reaksi mudah ditentukan oleh perubahan warna dari satu tetes permanganat berlebih. Dalam suasana asam, larutan yang dititrasi berubah menjadi merah muda karena kelebihan ion MnO 4 -. Kerugian besar dari reaksi redoks adalah kecepatannya yang rendah, sehingga mempersulit proses titrasi. Panas digunakan untuk mempercepat reaksi lambat. Biasanya, setiap kenaikan suhu 10°, laju reaksi meningkat 2-3 kali lipat. Reaksi oksidasi dengan asam oksalat permanganat dilakukan pada suhu 70-80 °C. Dalam kondisi ini, titrasi berlangsung normal karena laju reaksi meningkat secara signifikan.

Jika pemanasan tidak dapat digunakan (penguapan salah satu zat, penguraian, dll.), konsentrasi zat yang bereaksi ditingkatkan untuk mempercepat reaksi. Laju reaksi dapat dipengaruhi oleh masuknya katalis ke dalam larutan.

Reaksi oksidasi asam oksalat permanganat dapat dipercepat secara katalitik dengan penambahan MnSO 4 yang berperan sebagai berikut:

Mangan dioksida yang dihasilkan mengoksidasi asam oksalat, tereduksi menjadi mangan (III):

Jadi, mangan (II) yang ditambahkan ke dalam larutan akan diregenerasi sepenuhnya dan tidak dikonsumsi dalam reaksi, tetapi sangat mempercepat reaksi. Dalam permanganatometri, salah satu produk reaksi oksidasi asam oksalat adalah ion Mn 2+, yang jika terbentuk dalam larutan akan mempercepat proses reaksi. Reaksi seperti ini disebut autokatalitik. Tetesan pertama permanganat selama titrasi larutan asam oksalat panas yang diasamkan berubah warna secara perlahan. Ketika sejumlah kecil ion Mn 2+ terbentuk, perubahan warna lebih lanjut pada permanganat terjadi hampir seketika, karena ion Mn 2+ yang terbentuk berperan sebagai katalis.

Titrasi redoks

Proses redoks meliputi proses kimia yang disertai dengan perubahan keadaan oksidasi atom zat yang berpartisipasi dalam reaksi.

Zat yang atom-atomnya mengurangi bilangan oksidasinya selama reaksi karena penambahan elektron disebut zat pengoksidasi, yaitu. mereka adalah akseptor elektron. Dalam hal ini, zat pengoksidasi itu sendiri tereduksi. Agen pereduksi, sebagai donor elektron, teroksidasi.

Produk reduksi suatu zat pengoksidasi disebut bentuk tereduksi, dan produk oksidasi suatu zat pereduksi disebut bentuk teroksidasinya. Zat pengoksidasi dengan bentuk tereduksi merupakan setengah pasangan dari sistem redoks, dan setengah pasangan lainnya adalah zat pereduksi dengan bentuk teroksidasi. Jadi, zat pereduksi dengan bentuk teroksidasi dan zat pengoksidasi dengan bentuk tereduksi merupakan dua semi-pasangan (pasangan redoks) dari sistem redoks.

Semua proses OM (reaksi redoks) dapat dibagi menjadi tiga jenis

a) antarmolekul, ketika selama reaksi OB terjadi transfer elektron antar partikel zat yang berbeda. Misalnya

Dalam reaksi ini, peran zat pengoksidasi dengan adanya H 3 O + dimainkan oleh ion, dan ion bertindak sebagai zat pereduksi.

b) dismutasi (disproporsionasi), di mana terjadi perpindahan elektron antar partikel zat yang sama. Akibat disproporsionasi, bilangan oksidasi suatu bagian atom berkurang dan mengorbankan bagian lain dari atom yang sama, yang bilangan oksidasinya menjadi lebih besar.

Misalnya:

c) intramolekul, dimana terjadi perpindahan elektron antara dua atom yang merupakan bagian dari partikel yang sama suatu zat, sehingga terjadi penguraian zat menjadi lebih sederhana.

Metode redoksometri didasarkan pada reaksi oksidasi-reduksi. Banyak metode telah dikembangkan. Mereka diklasifikasikan menurut larutan standar (yang berfungsi, titran) yang digunakan. Metode yang paling umum digunakan adalah:

Permanganatometri - suatu metode yang didasarkan pada kemampuan oksidasi larutan kerja kalium permanganat KMnO4. Titrasi dilakukan tanpa indikator. Ini digunakan untuk menentukan hanya zat pereduksi selama titrasi langsung.Permanganatometri didasarkan pada reaksi oksidasi berbagai zat pereduksi dengan larutan kerja kalium permanganat, yaitu. ion MnO4-. Oksidasi dengan kalium permanganat dapat dilakukan dalam lingkungan asam, netral dan basa.Dalam lingkungan asam kuat, ion permanganat (MnO4-) memiliki potensi redoks yang tinggi, direduksi menjadi Mn2+, dan digunakan untuk menentukan banyak zat pereduksi: MnO4 - + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

Dalam lingkungan basa, MnO4- direduksi menjadi ion manganat: MnO4- + e = MnO42-

Dalam lingkungan netral atau sedikit basa, ion permanganat direduksi menjadi asam permanganat MnO(OH)2 atau menjadi MnO2: MnO4- + 2H2O + 3e = MnO2v + 4OH-

Larutan KMnO4 merupakan titran dengan titer yang telah ditetapkan. Sehubungan dengan itu, sebelum digunakan dalam analisis, larutan KMnO4 digunakan sebagai titran.

Iodometri- suatu metode di mana larutan titrasi yang berfungsi adalah larutan yodium bebas dalam CI. Metode ini memungkinkan penentuan zat pengoksidasi dan zat pereduksi. Pati berfungsi sebagai indikator Metode iodometri analisis titrimetri didasarkan pada reaksi: I2 + 2e = 2I-

Saat menentukan zat pengoksidasi, larutan natrium tiosulfat digunakan sebagai titran, yang bereaksi dengan yodium (substituen) yang dilepaskan dalam jumlah yang setara. Na 2 S 2 O 3 -tiosulfat

32. Potensiometri- metode penelitian yang didasarkan pada hubungan termodinamika antara EMF rangkaian elektrokimia, di satu sisi, dan fisikokimia serta parameter larutan dan reaksi kimia, di sisi lain.

Elektroda inert- pelat atau kawat yang terbuat dari logam yang sulit teroksidasi - platinum, emas, paladium. Mereka digunakan untuk mengukur E dalam larutan yang mengandung pasangan redoks (misalnya, /).

Elektroda membran dari berbagai jenis memiliki membran di mana timbul potensial membran E. Nilai E bergantung pada perbedaan konsentrasi ion yang sama pada sisi membran yang berbeda. Elektroda membran yang paling sederhana dan umum digunakan adalah elektroda kaca.

Pencampuran garam yang tidak larut seperti AgBr, AgCl, AgI dan lainnya dengan beberapa plastik (karet, polietilen, polistiren) menyebabkan terciptanya elektroda selektif ion yang secara selektif menyerap ion-ion ini dari larutan karena aturan Paneth-Faience-Hahn. Karena konsentrasi ion yang terdeteksi di luar elektroda berbeda dengan konsentrasi di dalam elektroda, kesetimbangan pada permukaan membran berbeda, yang menyebabkan munculnya potensial membran.

Paling sering, potensiometer digunakan untuk pengukuran langsung pH, indikator konsentrasi ion lain pNa, pK, pNH₄, pCl dan mV. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan elektroda selektif ion yang sesuai.

Untuk mengukur pH, elektroda kaca dan elektroda referensi - perak klorida - digunakan. Sebelum melakukan analisis, perlu dilakukan pengecekan kalibrasi pH meter menggunakan larutan buffer standar yang dipasang pada alat tersebut.

Selain penentuan langsung pH, pNa, pK, pNH₄, pCl dan lain-lain, pengukur pH memungkinkan titrasi potensiometri ion yang sedang ditentukan.

Titrasi potensiometri.

Titrasi potensiometri dilakukan bila indikator kimia tidak dapat digunakan atau indikator yang sesuai tidak tersedia.

Dalam titrasi potensiometri, elektroda potensiometer yang ditempatkan dalam larutan titrasi digunakan sebagai indikator. Dalam hal ini, elektroda yang digunakan sensitif terhadap ion yang dititrasi. Selama proses titrasi terjadi perubahan konsentrasi ion yang dicatat pada skala pengukuran potensiometer. Setelah mencatat pembacaan potensiometer dalam satuan pH atau mV, plot ketergantungannya pada volume titran (kurva titrasi), tentukan titik ekuivalen dan volume titran yang dikonsumsi untuk titrasi. Berdasarkan data yang diperoleh, dibuat kurva titrasi potensiometri.

Kurva titrasi potensiometri memiliki bentuk yang mirip dengan kurva titrasi pada analisis titrimetri. Kurva titrasi digunakan untuk menentukan titik ekivalen yang terletak di tengah lompatan titrasi. Untuk melakukan ini, garis singgung ditarik ke bagian kurva titrasi dan titik ekivalen ditentukan di tengah garis singgung lompatan titrasi. Perubahan ∆рН/∆V memperoleh nilai terbesar pada titik ekivalen.

Titik ekivalen dapat ditentukan lebih akurat lagi dengan metode Gran, yang memplot ketergantungan ∆V/∆E pada volume titran. Dengan menggunakan metode Gran, titrasi potensiometri dapat dilakukan tanpa membawanya ke titik ekuivalen.

Titrasi potensiometri digunakan dalam semua kasus analisis titrimetri.

Titrasi asam basa menggunakan elektroda kaca dan elektroda referensi. Karena elektroda kaca sensitif terhadap perubahan pH medium, ketika dititrasi, perubahan pH medium dicatat pada potensiometer. Titrasi potensiometri asam basa berhasil digunakan dalam titrasi asam dan basa lemah (pK≤8). Saat mentitrasi campuran asam, pK-nya harus berbeda lebih dari 4 satuan, jika tidak, sebagian asam lemah akan dititrasi bersama dengan asam kuat, dan lompatan titrasi tidak dinyatakan dengan jelas.

Hal ini memungkinkan penggunaan potensiometri untuk membuat kurva titrasi eksperimental, memilih indikator untuk titrasi, dan menentukan konstanta keasaman dan kebasaan.

Dalam titrasi potensiometri pengendapan, elektroda yang terbuat dari logam yang membentuk pasangan elektroda dengan ion yang ditentukan digunakan sebagai indikator.

Ketika titrasi kompleksometri digunakan: a) elektroda logam yang dapat dibalik terhadap ion logam yang ditentukan; b) elektroda platina dengan adanya pasangan redoks dalam larutan. Ketika salah satu komponen pasangan redoks diikat oleh titran, konsentrasinya berubah, yang menyebabkan perubahan potensial elektroda platina indikator. Titrasi balik dari larutan EDTA berlebih yang ditambahkan ke garam logam dengan larutan garam besi (III) juga digunakan.

Untuk titrasi redoks, digunakan elektroda referensi dan elektroda indikator platinum, yang sensitif terhadap pasangan redoks.

Titrasi potensiometri adalah salah satu metode analisis instrumental yang paling banyak digunakan karena kesederhanaan, aksesibilitas, selektivitas, dan kemampuannya yang luas.

33. Potensi elektroda dan mekanisme terjadinya. Untuk menentukan arah dan kelengkapan reaksi redoks antara sistem redoks dalam larutan air, nilainya potensial elektroda sistem ini. Mekanisme terjadinya potensial elektroda, penentuan kuantitatifnya, proses yang disertai dengan terjadinya arus listrik atau disebabkan oleh arus listrik dipelajari oleh cabang kimia khusus - elektrokimia. Dengan menggabungkan elektroda yang mewakili sistem redoks yang diteliti dengan elektroda hidrogen standar, potensial elektroda E dari sistem ini ditentukan. Agar dapat membandingkan sifat redoks berbagai sistem berdasarkan potensial elektrodanya, potensial elektrodanya juga perlu diukur dalam kondisi standar. Ini biasanya konsentrasi ion 1 mol/l, tekanan zat gas 101,325 kPa dan suhu 298,15 K. Potensial yang diukur dalam kondisi seperti ini disebut potensial elektroda standar dan diberi nama Eo. Potensial ini sering juga disebut potensial redoks atau potensial redoks, mewakili perbedaan antara potensial redoks sistem pada kondisi standar dan potensial elektroda hidrogen standar.Potensial elektroda standar adalah potensial dari proses elektroda tertentu pada konsentrasi semua zat. terlibat di dalamnya setara dengan kesatuan. Potensi elektroda standar untuk sistem redoks diberikan dalam literatur referensi. Sistem ini ditulis dalam bentuk persamaan setengah reaksi reduksi, di sebelah kirinya terdapat atom, ion atau molekul yang menerima elektron (bentuk teroksidasi).Rangkaian tegangan elektrokimia mencirikan sifat-sifat logam dalam larutan air: semakin rendah potensial elektroda suatu logam, semakin mudah teroksidasi dan semakin sulit direduksi dari ion-ionnya; logam yang mempunyai potensial elektroda negatif, yaitu mereka yang berada dalam rangkaian tegangan di sebelah kiri hidrogen mampu menggantikannya dari larutan asam encer; setiap logam mampu menggantikan (mengurangi) larutan garam logam-logam yang mempunyai potensial elektroda lebih tinggi. Dalam kondisi yang berbeda dari kondisi standar, nilai numerik potensial elektroda kesetimbangan untuk sistem redoks, yang ditulis dalam bentuk, ditentukan oleh Persamaan pertama: di mana dan masing-masing adalah elektroda dan potensial standar sistem; R – konstanta gas universal; T – suhu absolut; F – Konstanta Faraday; n adalah jumlah elektron yang terlibat dalam proses redoks.C(Merah) dan C(Ox) masing-masing adalah konsentrasi molar bentuk senyawa tereduksi dan teroksidasi. Misalnya, untuk sistem redoks, persamaan Nernst berbentuk

(REDOXOMETRY, OXIDIMETRY)

Esensi dan klasifikasi metode titrasi redoks

Permanganatometri adalah metode yang didasarkan pada kemampuan oksidasi larutan kerja kalium permanganat KMnO4. Titrasi dilakukan tanpa indikator. Digunakan untuk menentukan hanya zat pereduksi selama titrasi langsung.

Iodometri adalah metode di mana larutan titrasi yang berfungsi adalah larutan yodium bebas dalam CI. Metode ini memungkinkan penentuan zat pengoksidasi dan zat pereduksi. Pati berfungsi sebagai indikator.

Dikromatometri didasarkan pada penggunaan kalium dikromat K2Cr2O7 sebagai larutan kerja. Metode ini dapat digunakan untuk penentuan zat pereduksi secara langsung dan tidak langsung.

Bromatometri didasarkan pada penggunaan kalium bromat KBrO3 sebagai titran dalam penentuan zat pereduksi.

Iodatometri menggunakan larutan kalium iodat KIO3 sebagai larutan kerja dalam menentukan zat pereduksi.

Vanadatometri memungkinkan penggunaan kemampuan oksidasi amonium vanadat NH4VO3. Selain metode tersebut, metode seperti cerimetri (Ce4+), titanometri dan lain-lain juga digunakan dalam praktik laboratorium.

Untuk menghitung massa molar yang setara dengan zat pengoksidasi atau zat pereduksi, jumlah elektron yang mengambil bagian dalam reaksi redoks diperhitungkan (Me = M/ne, di mana n adalah jumlah elektron e). Untuk menentukan jumlah elektron, perlu diketahui bilangan oksidasi awal dan akhir zat pengoksidasi dan zat pereduksi.

Dari sekian banyak reaksi redoks, hanya reaksi yang digunakan untuk analisis kimia yang:

· lanjutkan sampai akhir;

· lulus dengan cepat dan stoikiometri;

· membentuk produk dengan komposisi kimia tertentu (formula);

· memungkinkan Anda menetapkan titik ekuivalen secara akurat;

· jangan bereaksi dengan produk sampingan yang ada dalam larutan uji.

Faktor terpenting yang mempengaruhi laju reaksi adalah:

· konsentrasi zat yang bereaksi;

· suhu;

· nilai pH larutan;

adanya katalis.

Dalam kebanyakan kasus, laju reaksi berbanding lurus dengan suhu dan pH larutan. Oleh karena itu, banyak penentuan dengan titrasi redoks harus dilakukan pada nilai pH tertentu dan di bawah pemanasan.

Indikator titrasi redoks

titrasi reduksi oksidatif

Saat menganalisis dengan metode titrasi redoks, digunakan titrasi langsung, terbalik, dan substitusi. Titik ekivalen titrasi redoks ditetapkan baik dengan menggunakan indikator maupun tanpa indikator. Metode bebas indikator digunakan jika bentuk titran teroksidasi dan tereduksi berbeda. Pada titik ekivalen, pemasukan 1 tetes larutan titran berlebih akan mengubah warna larutan. Penentuan dapat dilakukan dengan menggunakan metode permanganatometri tanpa indikator, karena pada titik ekivalen, satu tetes larutan kalium permanganat mengubah larutan yang dititrasi menjadi merah muda pucat.

Dalam metode indikator untuk menetapkan titik ekivalen, digunakan indikator spesifik dan redoks. Indikator khusus termasuk pati dalam iodometri, yang dengan adanya yodium bebas berubah menjadi biru pekat karena pembentukan senyawa adsorpsi biru. Indikator redoks adalah zat yang warnanya berubah ketika nilai potensial redoks tertentu tercapai. Indikator redoks mencakup, misalnya, difenilamin NH(C6H5)2. Ketika terkena larutan tak berwarna oleh zat pengoksidasinya, warnanya berubah menjadi biru-ungu.

Indikator redoks mempunyai persyaratan sebagai berikut:

· warna bentuk teroksidasi dan tereduksi harus berbeda;

· perubahan warna akan terlihat dengan sedikit indikator;

· Indikator harus bereaksi pada titik ekuivalen dengan sedikit zat pereduksi atau zat pengoksidasi berlebih;

· interval tindakannya harus sesingkat mungkin;

· Indikator harus tahan terhadap komponen lingkungan (O2, udara, CO2, cahaya, dll).

Interval aksi indikator redoks dihitung dengan rumus:

E = Ео ± 0,058/n,

dimana Eo adalah potensial redoks normal indikator (dalam buku referensi), n adalah jumlah elektron yang diterima pada proses oksidasi atau reduksi indikator.

Permanganatometri

Permanganatometri didasarkan pada reaksi oksidasi berbagai zat pereduksi dengan larutan kerja kalium permanganat, yaitu. ion MnO4-. Oksidasi dengan kalium permanganat dapat dilakukan dalam lingkungan asam, netral dan basa

Dalam lingkungan asam kuat, ion permanganat (MnO4-) memiliki potensi redoks yang tinggi, dapat direduksi menjadi Mn2+, dan digunakan untuk menentukan banyak zat pereduksi:

MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

E0 MnO4- / Mn2+ = 1,51 V

Dalam lingkungan basa, MnO4- direduksi menjadi ion manganat:

MnO4- + e = MnO42-

Dalam lingkungan netral atau sedikit basa, ion permanganat direduksi menjadi asam permanganat MnO(OH)2 atau menjadi MnO2:

МnО4- + 2Н2О + 3е = МnО2↓ + 4ОН-

E0 MnO4- / MnO2 = 0,59 V

Saat titrasi dengan permanganat, indikator tidak digunakan, karena reagen itu sendiri berwarna dan merupakan indikator sensitif: 0,1 ml larutan KMnO4 0,01 M mengubah 100 ml air menjadi merah muda pucat. Sebagai hasil reaksi kalium permanganat dengan zat pereduksi dalam media asam, terbentuk ion Mn2+ yang tidak berwarna, sehingga titik ekivalen dapat ditentukan dengan jelas.

Larutan KMnO4 merupakan titran dengan titer yang telah ditetapkan. Sehubungan dengan itu, sebelum digunakan dalam analisis sebagai titran, larutan KMnO4 distandarisasi menurut konsentrasi larutan zat awal asam serulat atau natrium oksalat. Larutan kalium permanganat sangat sulit diperoleh dalam bentuk murni. Biasanya terkontaminasi dengan sisa mangan(IV) oksida. Selain itu, air sulingan murni biasanya mengandung sedikit zat yang mereduksi kalium permanganat menjadi mangan(IV) oksida:

4 KMnO4 + 2H2O = 4 MnO2↓ + 4OH- + 3O2

Jika disimpan dalam bentuk padat, kalium permanganat terurai di bawah pengaruh cahaya, juga terkontaminasi MnO2:

КМnО4 = К2МnО4 + МnО2↓ + О2

Larutan kalium permanganat dapat dibuat dari titer standar dan sampel diambil pada skala teknis. Dalam kasus pertama, isi ampul dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 2 liter, membilas ampul dan corong dengan air suling hangat. Tambahkan sedikit air panas ke dalam labu takar untuk melarutkan kristal, kemudian dinginkan larutan yang dihasilkan hingga suhu kamar, sesuaikan volume larutan hingga tanda dan aduk. Konsentrasi molar larutan yang dihasilkan adalah 0,05 mol/l.

Dalam kasus kedua, timbang sampel kalium permanganat seberat 1,6 g pada skala teknis dalam gelas kimia atau kaca arloji, masukkan ke dalam gelas kimia dan larutkan dalam air suling panas sambil mencampurkan larutan yang dihasilkan secara menyeluruh, usahakan untuk memastikan agar semua kristal KMnO4 larut. Kemudian tuangkan larutan dengan hati-hati melalui corong ke dalam labu takar 1 liter dan aduk rata, setelah labu ditutup dengan sumbat ground-in (jangan gunakan sumbat karet). Biarkan larutan KMnO4 yang telah disiapkan selama 7-10 hari, kemudian saring larutan melalui corong dengan glass wool atau tuangkan dengan hati-hati ke dalam botol lain menggunakan siphon. Larutan KMnO4 harus disimpan dalam botol gelap, terlindung dari cahaya, untuk mencegah penguraian.

Titer larutan kalium permanganat yang dibuat dari sampel dapat ditentukan dengan menggunakan asam oksalat H2C2O4*2H2O atau natrium oksalat Na2C2O4.

Penentuan ion nitrit dalam larutan

Dalam lingkungan netral atau basa, nitrit tidak bereaksi dengan kalium permanganat; dalam larutan asam panas mereka dioksidasi menjadi nitrat:

5КNO3 + 2КМnО4 + 3Н2SO4 = 2MnSO4 + 5КNO2 + K2SO4 + 3H2O

Ketika perlahan-lahan mentitrasi larutan natrium nitrit yang diasamkan dengan larutan kalium permanganat, hasil yang diperoleh berkurang karena nitrit mudah dioksidasi oleh asam untuk membentuk nitrogen oksida:

2NO2- + 2H+ → 2 HNO2 → NO2- + NO + H2O

Oleh karena itu, untuk menghindari kerugian, Anda dapat menggunakan metode titrasi balik atau metode Lynge - titrasi larutan kalium permanganat yang diasamkan dengan larutan natrium nitrit.

Penentuan kalsium dalam kalsium karbonat

Penentuan kalsium dalam larutan dengan titrasi permanganatometri dapat dilakukan dengan titrasi terbalik atau substitusi. Dalam kasus pertama, kelebihan larutan asam oksalat yang dititrasi dan diukur secara tepat dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung kalsium. Endapan CaC2O4 + H2SO4 yang dihasilkan, CaC2O4, disaring, dan residu yang tidak termasuk dalam reaksi asam oksalat dititrasi dengan larutan standar kalium permanganat. Berdasarkan selisih antara volume yang dimasukkan dan residu, ditentukan berapa banyak asam oksalat yang diperlukan untuk pengendapan Ca2+, yang setara dengan kandungan kalsium dalam larutan.

Menurut metode titrasi substitusi, Ca2+ diisolasi dalam bentuk endapan CaC2O4, yang disaring, dicuci dan dilarutkan dalam H2SO4 atau HC1.

CaC2O4 + H2SO4 → H2C2O4 + CaSO4

Asam oksalat yang dihasilkan dititrasi dengan larutan standar kalium permanganat yang jumlahnya setara dengan kandungan kalsium dalam larutan.

Iodometri

Metode iodometri analisis titrimetri didasarkan pada reaksi:

Saya2 + 2e= 2Saya- ; Ео I2/3I- = 0,545 V

(REDOXOMETRY, OXIDIMETRY)

Esensi dan klasifikasi metode titrasi redoks

Dikromatometri didasarkan pada penggunaan kalium dikromat K2Cr2O7 sebagai larutan kerja. Metode ini dapat digunakan untuk penentuan zat pereduksi secara langsung dan tidak langsung.

Bromatometri didasarkan pada penggunaan kalium bromat KBrO3 sebagai titran dalam penentuan zat pereduksi.

Iodatometri menggunakan larutan kalium iodat KIO3 sebagai larutan kerja dalam menentukan zat pereduksi.

Untuk menghitung massa molar yang setara dengan zat pengoksidasi atau zat pereduksi, jumlah elektron yang berpartisipasi dalam reaksi redoks diperhitungkan (Me = M/ne, di mana n adalah jumlah elektron e). Untuk menentukan jumlah elektron, perlu diketahui bilangan oksidasi awal dan akhir zat pengoksidasi dan zat pereduksi.

Dari sekian banyak reaksi redoks, hanya reaksi yang digunakan untuk analisis kimia yang:

· lanjutkan sampai akhir;

· lulus dengan cepat dan stoikiometri;

· membentuk produk dengan komposisi kimia tertentu (formula);

· memungkinkan Anda menetapkan titik ekuivalen secara akurat;

· jangan bereaksi dengan produk sampingan yang ada dalam larutan uji.

Faktor terpenting yang mempengaruhi laju reaksi adalah:

· konsentrasi zat yang bereaksi;

· suhu;

· nilai pH larutan;

adanya katalis.

Dalam kebanyakan kasus, laju reaksi berbanding lurus dengan suhu dan pH larutan. Oleh karena itu, banyak penentuan dengan titrasi redoks harus dilakukan pada nilai pH tertentu dan di bawah pemanasan.

Indikator titrasi redoks

titrasi reduksi oksidatif

Indikator redoks mempunyai persyaratan sebagai berikut:

· warna bentuk teroksidasi dan tereduksi harus berbeda;

· perubahan warna akan terlihat dengan sedikit indikator;

· Indikator harus bereaksi pada titik ekuivalen dengan sedikit zat pereduksi atau zat pengoksidasi berlebih;

· interval tindakannya harus sesingkat mungkin;

· Indikator harus tahan terhadap komponen lingkungan (O2, udara, CO2, cahaya, dll).

Interval aksi indikator redoks dihitung dengan rumus:

E = Ео ± 0,058/n,

dimana Eo adalah potensial redoks normal indikator (dalam buku referensi), n adalah jumlah elektron yang diterima pada proses oksidasi atau reduksi indikator.

Permanganatometri

Dalam lingkungan asam kuat, ion permanganat (MnO4-) memiliki potensi redoks yang tinggi, dapat direduksi menjadi Mn2+, dan digunakan untuk menentukan banyak zat pereduksi:

MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O

E0 MnO4- / Mn2+ = 1,51 V

Dalam lingkungan basa, MnO4- direduksi menjadi ion manganat:

MnO4- + e = MnO42-

Dalam lingkungan netral atau sedikit basa, ion permanganat direduksi menjadi asam permanganat MnO(OH)2 atau menjadi MnO2:

МnО4- + 2Н2О + 3е = МnО2↓ + 4ОН-

E0 MnO4- / MnO2 = 0,59 V

4 KMnO4 + 2H2O = 4 MnO2↓ + 4OH- + 3O2

Jika disimpan dalam bentuk padat, kalium permanganat terurai di bawah pengaruh cahaya, juga terkontaminasi MnO2:

КМnО4 = К2МnО4 + МnО2↓ + О2

Titer larutan kalium permanganat yang dibuat dari sampel dapat ditentukan dengan menggunakan asam oksalat H2C2O4*2H2O atau natrium oksalat Na2C2O4.

Penentuan ion nitrit dalam larutan

Dalam lingkungan netral atau basa, nitrit tidak bereaksi dengan kalium permanganat; dalam larutan asam panas mereka dioksidasi menjadi nitrat:

5КNO3 + 2КМnО4 + 3Н2SO4 = 2MnSO4 + 5КNO2 + K2SO4 + 3H2O

2NO2- + 2H+ → 2 HNO2 → NO2- + NO + H2O

Oleh karena itu, untuk menghindari kerugian, Anda dapat menggunakan metode titrasi balik atau metode Lynge - titrasi larutan kalium permanganat yang diasamkan dengan larutan natrium nitrit.

Penentuan kalsium dalam kalsium karbonat

Menurut metode titrasi substitusi, Ca2+ diisolasi dalam bentuk endapan CaC2O4, yang disaring, dicuci dan dilarutkan dalam H2SO4 atau HC1.

CaC2O4 + H2SO4 → H2C2O4 + CaSO4

Asam oksalat yang dihasilkan dititrasi dengan larutan standar kalium permanganat yang jumlahnya setara dengan kandungan kalsium dalam larutan.

Iodometri

Metode iodometri analisis titrimetri didasarkan pada reaksi:

Saya2 + 2e= 2Saya-; Ео I2/3I- = 0,545 V

Persamaan ini dituliskan secara skematis, karena dalam prakteknya untuk meningkatkan kelarutan I2 digunakan larutan KI yang membentuk kompleks K dengan I2. Maka persamaan penentuan iodometri terlihat seperti ini:

Jumlah zat yang ditentukan ditentukan oleh jumlah yodium yang diserap atau dilepaskan. Zat yang potensi redoksnya di bawah 0,545 V akan menjadi zat pereduksi (SO2, Na2S2O3, SnCl2, dll) sehingga akan terjadi reaksi dengan penyerapan yodium. Keseimbangan akan bergeser ke kanan. Zat yang potensi redoksnya lebih besar dari 0,545 V akan menjadi oksidator (KMnO4, MnO2, K2Cr2O7, Cl2, Br2, dll) dan mengarahkan reaksi ke kiri, menuju pelepasan yodium bebas.

Dalam hal ini, metode iodometri digunakan baik untuk penentuan zat pereduksi maupun zat pengoksidasi. Penentuan iodometri dilakukan dalam lingkungan asam, karena dalam lingkungan basa dapat terbentuk ion hipoiodida, yang kemampuan oksidasinya lebih tinggi daripada yodium, yang dapat berkontribusi pada terjadinya proses samping, khususnya oksidasi tiosulfat. ion menjadi sulfat dan hasilnya akan terdistorsi.

Saat menentukan zat pereduksi kuat (Eo jauh lebih besar dari 0,545 V), digunakan titrasi langsung, dan zat pereduksi lemah (Eo mendekati 0,545 V) digunakan dengan titrasi terbalik. Larutan kerja (titran) adalah larutan I2. Zat pengoksidasi hanya ditentukan dengan titrasi substitusi, karena Saat menggunakan kalium iodida sebagai larutan yang berfungsi, tidak mungkin untuk menetapkan titik ekivalen (saat pelepasan yodium berhenti). Saat menentukan zat pengoksidasi, larutan natrium tiosulfat digunakan sebagai titran, yang bereaksi dengan yodium (substituen) yang dilepaskan dalam jumlah yang setara.

Larutan pati 1% yang baru disiapkan digunakan sebagai indikator dalam iodometri. Ketika pati berinteraksi dengan yodium, terjadi 2 proses - kompleksasi dan adsorpsi, yang menghasilkan pembentukan senyawa biru. Sensitivitas reaksi dengan pati tinggi, namun menurun tajam seiring meningkatnya suhu. Pati harus ditambahkan ke dalam larutan yang dititrasi hanya jika jumlah utama yodium telah dititrasi, jika tidak, pati akan membentuk senyawa yang kuat dengan kelebihan yodium sehingga terjadi konsumsi natrium tiosulfat yang berlebihan.

Standarisasi larutan natrium tiosulfat dengan kalium dikromat

Tidak mungkin untuk mentitrasi tiosulfat secara langsung dengan kalium dikromat, karena ia bereaksi secara nonstoikiometri dengan semua zat pengoksidasi kuat (dikromat, permanganat, bromat, dll.). Oleh karena itu digunakan metode substitusi, pertama menggunakan reaksi stoikiometri antara dikromat dan iodida:

Cr2O72- + 6I- + 14 H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O (1)

Yodium, dilepaskan dalam jumlah yang setara dengan dikromat, dititrasi dengan larutan standar tiosulfat:

I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- (2)

Agar reaksi (1) dapat terjadi, diperlukan konsentrasi ion hidrogen yang tinggi, karena dalam lingkungan asam, potensial redoks pasangan Cr2O72-/2Cr3+ meningkat, yaitu. kemampuan oksidasi kalium dikromat ditingkatkan. Kelebihan I- melarutkan yodium yang dilepaskan dan menurunkan potensi pasangan redoks I3-/3I-, sehingga meningkatkan ggl reaksi (1). Sebelum mentitrasi yodium yang dilepaskan, perlu untuk mengurangi keasaman larutan dengan mengencerkannya dengan air untuk mencegah terjadinya reaksi samping:

2H+ + S2O32- = H2S2O3 = H2O + SO2 + S

Dikromatometri

Inti dari titrasi dikromatometri

Titrasi dikromatometri adalah salah satu metode titrasi redoks yang didasarkan pada penggunaan kalium dikromat K2Cr207 sebagai zat pengoksidasi. Ketika terkena zat pereduksi, ion dikromat Cr2O72- memperoleh enam elektron dan direduksi menjadi Cr3+

Сr2О72- + 6е + 14Н+ = 2Сr3+ + 7Н20

Oleh karena itu, massa molar setara kalium dikromat adalah 1/6 massa molar. Dari persamaan reaksi terlihat jelas bahwa reduksi anion Cr2O72- menjadi kation Cr3+ terjadi dengan adanya ion H+.

Oleh karena itu, titrasi dengan dikromat dalam media asam. Potensi redoks sistem Сr2О72-/2Сr3+ adalah 1,36 V. Pada [H+] = 1 mol/l. Oleh karena itu, dalam lingkungan asam, kalium dikromat merupakan zat pengoksidasi kuat. Oleh karena itu, dikromatometri berhasil digunakan untuk menentukan hampir semua zat pereduksi yang ditentukan secara permanganometri. Dikromatometri bahkan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan permanganatometri.

Kalium dikromat mudah diperoleh dalam bentuk kimia murni melalui rekristalisasi. Oleh karena itu, larutan standarnya dibuat dengan melarutkan sampel yang akurat. Larutan kalium dikromat sangat stabil bila disimpan dalam wadah tertutup; tidak terurai bahkan ketika larutan yang diasamkan direbus dan praktis tidak berubah ketika larutan didiamkan.

Selain itu, kalium dikromat lebih sulit direduksi dibandingkan permanganat oleh zat organik. Oleh karena itu, ia tidak mengoksidasi pengotor zat organik yang tidak disengaja. Hal ini juga menentukan keteguhan titernya dalam larutan. Kalium dikromat tidak mengoksidasi (tanpa pemanasan) ion klorida. Hal ini memungkinkan mereka untuk mentitrasi zat pereduksi dengan adanya HCl.

Indikator yang paling sering digunakan dalam titrasi dikromatometri adalah difenilamin, yang mengubah larutan menjadi biru jika ada kelebihan dikromat sedikit pun. Diphenylamine termasuk dalam kelompok yang disebut indikator redoks (indikator redoks). Mereka adalah sistem redoks yang berubah warna ketika bentuk tereduksi berubah menjadi bentuk teroksidasi, atau sebaliknya.

Jika kita menunjuk bentuk teroksidasi dari indikator Indoxid. bentuk tereduksi Ind dipulihkan, dan jumlah elektron yang ditransfer adalah n, maka transformasi suatu bentuk indikator tersebut ke bentuk lain dapat digambarkan dengan diagram;

Indooksida. ↔Ind dipulihkan -ne-

Setiap indikator redoks mempunyai potensi redoks tertentu. Untuk defenilamin adalah +0,76 V. Bentuk difenilamin yang teroksidasi berwarna biru, dan bentuk tereduksinya tidak berwarna.

Selain difenilamin, indikator redoks termasuk ferroin, natrium difenilaminosulfonat, asam fenilantranilat, dll.

Ion Fe2+ ditentukan secara dikromatometri dalam larutan HCl atau dalam larutan asam sulfat. Ion klorida tidak mengganggu penentuan jika konsentrasinya tidak melebihi 1 mol/l.

Namun, ketika garam Fe2+ dititrasi dengan dikromat, kation Fe3+ terakumulasi dalam larutan, potensial redoks sistem Fe3+↔Fe2+ meningkat dan difenilamin teroksidasi. Oleh karena itu, warna biru dapat muncul bila titik ekivalen belum tercapai.

Untuk mengurangi potensi redoks sistem Fe2+ ↔ Fe3+, selain difenilamin dan asam klorida, asam ortofosfat ditambahkan ke dalam larutan. Yang terakhir menutupi ion Fe3+ yang mengganggu, mengikatnya menjadi kompleks Fe (HP04)+ yang stabil dan tidak berwarna.

Pembuatan larutan standar kalium dikromat

Larutan standar dibuat dengan melarutkan sebagian kalium dikromat (tingkat reagen) yang ditimbang secara akurat ke dalam labu takar. Kalium dikromat terlebih dahulu harus direkristalisasi dari larutan berair dan dikeringkan pada suhu 150°C.

Siapkan 100 ml larutan standar kalium dikromat 0,1 N. Telah disebutkan di atas bahwa ketika berinteraksi dengan zat pereduksi dalam lingkungan asam, ion dikromat Cr2O72- memperoleh enam elektron. Oleh karena itu, massa molar yang setara dengan K2Cr207 adalah 294,20:6 = 49,03 g/mol dan untuk membuat 0,1 l larutan 0,1 N, diperlukan 49,03 * 0,1 * 0,1 = 0,4903 g kalium dikromat.

Ambil sekitar 0,5 g kalium dikromat yang baru direkristalisasi ke dalam tabung reaksi kecil dan timbang dengan timbangan analitik. Dengan menggunakan corong, pindahkan isi tabung reaksi ke dalam labu takar 100 ml. Timbang kembali tabung reaksi tersebut dan gunakan selisihnya untuk mencari massa sampel

Larutkan sampel kalium dikromat dalam air suling, keluarkan corong dan, dengan menggunakan pipet, sesuaikan volume larutan dalam labu hingga tanda. Hitung titer dan konsentrasi normal larutan kalium dikromat.

Misalkan porsi kalium dikromat adalah 0,4916 g, maka titer larutannya

T= m/V= 0,4916/100 = 0,004916 g/ml,

dan konsentrasi normal (ekuivalen konsentrasi molar)

c = 0,004916*1000 /49,03 = 0,1003.

Penentuan kandungan besi (II) dalam larutan

Besi ditentukan secara dikromatometri terutama pada bijih, paduan, terak dan bahan lainnya. Namun, ketika larut, sebagian besi berubah menjadi ion Fe3+. Oleh karena itu, sebelum penentuan perlu dilakukan reduksi Fe3+ menjadi Fe2+. Hal ini dicapai melalui aksi logam (atau amalgamnya), misalnya, melalui aksi logam seng:

2Fe3++ Zn = 2Fe2+ + Zn2+

Seng berlebih dihilangkan dari larutan dengan penyaringan (misalnya melalui kapas). Inti dari reaksi yang digunakan untuk penentuan dikromatometri Fe2+ dapat dinyatakan dengan persamaan

6Fe2++ Сr2О72- + 14Н+ → 6Fe3+ + 2Сr3+ + 7Н20

Penentuan terdiri dari titrasi langsung larutan yang dianalisis dengan larutan standar kalium dikromat dengan adanya difenilamin:

6FeS04 + K2Сr207 + 7H2S04 = 3Fe 2 (S04)3 + Cr2 (S04)3 + K2S04 + 7H20

1 Cr2О72- + 14H+ + 6е = 2Cr3+ + 7Н20

6 Fe 2+ - e= Fe3+

Asam sulfat ditambahkan ke larutan uji untuk mempertahankan keasaman medium yang tinggi dan asam fosfat untuk mengikat akumulasi ion Fe3+, yang dapat mengubah difenilamina sebelum waktunya menjadi bentuk teroksidasi (berwarna).

Unsur kimia dengan bilangan oksidasi variabel dapat diukur secara titrimetri menggunakan reaksi oksidasi-reduksi (ORR). Metode titrasi reduksi oksidasi (RO) atau metode red-ox adalah metode titrimetri yang didasarkan pada penggunaan reaksi redoks.

Titrasi redoks dapat dibagi menjadi:

1 Menurut sifat titran:

– oksidimetri– metode penentuan zat pereduksi dengan menggunakan titran pengoksidasi;

– reduktometri– metode untuk menentukan zat pengoksidasi menggunakan titran pereduksi.

2 Berdasarkan sifat reagen (titran) yang berinteraksi dengan zat tertentu:

– KMnO 4 – permanganatometri;

– KBrO 3 – bromatometri;

– KI,Na 2 S 2 O 3 – iodometri;

– saya 2 – iodimetri;

– Br 2 – bromometri;

– Ce(SO 4) 2 – cerimetri

Tergantung pada masalah analitik yang dipecahkan, titrasi langsung, terbalik, dan substitusi digunakan dalam redoksimetri. Baik zat anorganik maupun organik dapat diukur secara redoksimetri. Misalnya, dengan reduksi dengan kalium permanganat dalam media basa kuat, metanol, format, tartarat, sitrat, asam salisilat, serta gliserol, fenol, formaldehida, dll.

Secara skematis ORR dengan memperhatikan hukum elektronetralitas larutan dapat digambarkan sebagai berikut:

mOX1+ nMerah2↔ mMerah1+ n OX2

Di sini, indeks 1 dan 2 mengacu pada zat 1 dan 2 dalam bentuk teroksidasi (Ox1 dan Ox2) dan tereduksi (Red1 dan Red2). Selama ORR, zat Ox1 dengan afinitas elektron lebih tinggi (zat pengoksidasi) menambahkan elektron, menurunkan bilangan oksidasinya, dan tereduksi, dan zat Merah2 dengan afinitas elektron lebih rendah (zat pereduksi) teroksidasi.

Bentuk zat teroksidasi dan tereduksi yang bereaksi dalam ORR membentuk pasangan redoks (oksred-, redoks) Ox1/Red1 dan Ox2/Red2, dan transformasi tipe Ox+ze Red disebut transisi oks-(redoks) atau setengah reaksi redoks.

§2. Potensi redoks.

Persamaan pertama.

Proses redoks, seperti semua proses dinamis, dapat dibalik sampai tingkat tertentu. Arah reaksi ditentukan oleh rasio sifat donor elektron dari komponen sistem setengah reaksi redoks yang satu dan sifat penerima elektron dari setengah reaksi redoks kedua (asalkan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan reaksi kimia adalah konstan. ). Pergerakan elektron selama reaksi redoks menimbulkan potensial. Jadi, potensial, yang diukur dalam volt, berfungsi sebagai ukuran kemampuan redoks suatu senyawa.

Untuk mengukur sifat redoks pasangan redoks, digunakan potensial redoks (reduksi oksidasi). Saat menghitung potensi redoks, gunakan Persamaan pertama:

E (Sapi/Merah) = E 0 (Sapi/Merah) +

dimana E(Ox/Merah) adalah potensial redoks nyata atau kesetimbangan, V;

E 0 (Sapi/Merah) - potensial redoks standar, sama dengan kesetimbangan pada a(Sapi) = a(Merah) = 1 mol/dm 3 ;

R adalah konstanta gas universal (8,31 J/K mol);

T - suhu absolut, K; F - bilangan Faraday (96500 C/mol);

z adalah jumlah elektron yang berpartisipasi dalam transisi redoks di OX+ze dRed;

a(OX) dan a(Merah) - aktivitas bentuk zat teroksidasi dan tereduksi, masing-masing mol/dm 3.

Saat mensubstitusi nilai R, F dan T = 298 K ke dalam persamaan Nernst, serta meneruskan ke logaritma desimal, kita memperoleh

E(Sapi/Merah) =E 0 (Sapi/Merah) +

Potensi redoks juga bergantung pada keasaman medium, kompleksasi atau pengendapan salah satu komponen pasangan redoks selama transisi redoks. Semakin besar konsentrasi ion hidrogen dalam larutan maka semakin besar pula kemampuan oksidasi zat yang berbentuk pasangan redoks tersebut dan semakin besar pula E(Ox/Merah).

Ketika memilih zat titran dalam redoksimetri, dilakukan penilaian kualitatif dan kuantitatif terhadap kemungkinan (arah) dan kelengkapan lewatnya ORR antara titran dan zat yang ditentukan.

Penilaian kualitatif dilakukan dengan membandingkan nilai tabulasi E 0 (Ox|Merah) zat titran dan zat yang ditentukan, yang diberikan dalam buku referensi analitik, kimia, dan fisikokimia.

Permanganatometri

Metode analisis volumetrik permanganatometri adalah metode yang didasarkan pada oksidasi berbagai zat dengan kalium permanganat (KMnO 4).

Tergantung pada kondisi di mana reaksi oksidasi-reduksi terjadi, ion MnO 4 – dapat menerima jumlah elektron yang berbeda.

Dalam lingkungan asam:

Di lingkungan netral:

Dalam lingkungan basa:

Potensial normal sistem adalah E 0 (MnO 4 – ⁄Mn 2+) = +1,52 V, dan E 0 (MnO 4 – ⁄ MnO 2) = +0,57 V, oleh karena itu kalium permanganat dalam lingkungan asam mempunyai sifat pengoksidasi yang kuat dan mampu mengoksidasi banyak zat.

Setara dengan kalium permanganat dalam media asam adalah:

M(1/zKMnO 4) = M(KMnO 4)/n e = 158/5 = 31,608 g/mol

Dalam praktek laboratorium, kalium permanganat digunakan dalam bentuk larutan dengan berbagai konsentrasi. Biasanya digunakan larutan KMnO 4 0,1 N, meskipun dalam beberapa kasus digunakan larutan 0,01 N, 0,05 N, 0,2 N.

Persiapan larutan kerja KMnO 4

Kalium permanganat, yang digunakan untuk membuat larutan kerja KMnO 4, biasanya mengandung sejumlah pengotor, yang paling signifikan adalah senyawa mangan (IV). Selain itu, pada hari-hari pertama setelah pembuatan larutan, KMnO 4 direduksi oleh pengotor organik yang terkandung bahkan dalam air suling. Akibatnya konsentrasi larutan KMnO 4 berubah:

Oleh karena itu, pertama-tama siapkan larutan dengan konsentrasi perkiraan. Misalnya, untuk menyiapkan 500 ml larutan KMnO 4 0,1 N, hitung berat zat yang dibutuhkan dengan menggunakan rumus:

m(KMnO 4) = N(KMnO 4) M(1/zKMnO 4) V

m=31,608 0,1 0,5≈1,58g.

Sampel dilarutkan dalam labu ukur 0,5 liter. Solusinya dituangkan ke dalam botol kaca gelap dan dibiarkan di tempat gelap setidaknya selama seminggu. Selama waktu ini, permanganat akan mengoksidasi semua pengotor yang terkandung di dalam air, dan mangan dioksida MnO 2 yang terbentuk sebagai hasil reduksi sebagian permanganat akan mengendap di dasar botol. Solusinya disaring dari MnO 2 dan disimpan dalam labu gelap. Jelas, setelah ini mereka mulai membakukan solusinya.

Amonium oksalat (NH 4) 2 C 2 O 4 H 2 O, natrium oksalat Na 2 C 2 O 4 dan asam oksalat H 2 C 2 O 4 2H 2 O biasanya digunakan sebagai bahan awal untuk mengatur konsentrasi KMnO 4 yang tepat larutan Yang paling nyaman adalah natrium oksalat, karena... itu mengkristal tanpa air dan tidak higroskopis.

Reaksinya bersifat autokatalitik, sehingga larutan harus dipanaskan untuk mempercepat prosesnya.

Beda potensial reaksi ini ditentukan dengan mengurangkan potensial normal sistem MnO 4 – /Mn 2+ (E 0 = +152V) dengan potensial normal sistem 2CO 2 /C 2 O 4 2– (E 0 = –0,49V), maka E = +1,52–(–0,49)=2,01V

Beda potensial yang besar menunjukkan bahwa reaksi tersebut bersifat ireversibel.

Semua produk reaksi ini tidak berwarna, sedangkan larutan KMnO 4 berwarna merah-ungu. Oleh karena itu, reaksi tersebut harus disertai dengan perubahan warna pada larutan permanganat yang ditambahkan. Jika Anda menambahkan 2-3 tetes larutan KMnO 4 ke dalam larutan asam natrium oksalat, larutan yang tidak berwarna akan berubah menjadi merah muda, yang menunjukkan adanya KMnO 4 yang tidak bereaksi. Warnanya hilang hanya setelah beberapa menit. Hal ini menunjukkan bahwa laju reaksi awalnya rendah. Perubahan warna larutan setelah penambahan tetes larutan KMnO 4 berikutnya terjadi semakin cepat, dan akhirnya terjadi hampir seketika hingga titik ekuivalen. Setetes tambahan KMnO 4 akan mewarnai larutan yang dititrasi menjadi warna merah jambu permanen.

Portal untuk anak sekolah. Persiapan diri

ARTIKEL TERKAIT