Manganometrie patří mezi titrace založené na oxidačně redukčních reakcích. Titračním činidlem je oxidovadlo, řadí se tedy do skupiny redoxních titrací. Jsou založeny na oxidačních vlastnostech manganistanu draselného jak v kyselém,Manganometrické stanovení kyseliny šťavelové tak v neutrálním prostředí (příp. i alkalickém).
Princip titrace Titrace se zpravidla provádí v silně kyselém prostředí kyseliny sírové, kyseliny s redukčními účinky (HCl, CH3COOH, ale i HNO3) by navyšovaly spotřebu odměrného roztoku (u HCl by došlo k oxidaci na chlor, kyseliny octové na oxid uhličitý a u kyseliny dusičné k redukci na NOx). Při stanovení působí manganistan jako velmi silné oxidovadlo, přičemž se redukuje na ionty manganaté podle rovnice: MnO + 8 H+ + 5 e− → Mn2+ + 4 H2O Výhodou manganometrických titrací je skutečnost, že díky intenzivnímu fialovému zabarvení roztoků KMnO4 není potřeba indikátor. První nadbytečná kapka titrantu se po dosažení bodu ekvivalence projeví růžovým zbarvením titrovaného roztoku. S barevností koncentrovanějších odměrných roztoků manganistanu je spojena ještě jedna zvláštnost. Při odečítání spotřeby v byretě se odečítá horní meniskus, spodní totiž kvůli intenzivnímu zbarvení činidla nelze odečítat.
Základní látky Jako základní látky se pro standardizaci roztoků KMnO4 používají dihydrát kyseliny šťavelové (COOH)2·2H2O, šťavelany sodné nebo draselné Na2C2O4, K2C2O4, oxid arsenitý As2O3 a hexahydrát síranu amono-železnatého (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O (Mohrova sůl) nebo zelená skalice, heptahydrát síranu železnatého FeSO4.7H2O.
Příklady stanovení
Železnaté soli 5 Fe2+ + MnO + 8H+ → Mn2+ + 5 Fe3+ + 4H2O
V případě přítomnosti chloridových iontů se přidává tzv. Reinhardtův–Zimmermannův roztok, aby nedocházelo k oxidaci chloridů na chlor, což by zvyšovalo spotřebu manganistanu. Titraci se provádí za studena v prostředí kyseliny sírové.
Železité soli Stanovuje se po předchozí redukci na Fe2+ SnCl2. Nadbytek SnCl2 se eliminuje nasyceným roztokem chloridu rtuťnatého.
2 Fe3+ + Sn2+ → 2 Fe2+ + Sn4+
Dále se stanovuje jako Fe2+ soli.
Železnaté a železité soli vedle sebe Kombinací dvou předchozích metod se napřed stanoví Fe2+, poté celkové železo po redukci železitých iontů na železnaté.
Dusitany 5 NO2− + 2 MnO + 6H+ → 5 NO + 2 Mn2+ + 3 H2O
Po okyselení dusitanu kyselinou sírovou by došlo k rozkladu dusitanu na oxidy dusíku, proto se stanovuje obrácenou titrací, kdy se známý objem manganistanu titruje vzorkem dusitanu.
Peroxid vodíku 5 H2O2 + 2 MnO + 6H+ → 5 O2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
Vápník (stroncium, nikl, kadmium, měď, mangan aj.) nepřímo Ze vzorku se šťavelanem amonným vysráží příslušný šťavelan. Ten se po filtraci rozloží kyselinou sírovou a uvolněná kyselina šťavelová se titruje odměrným roztokem manganistanu draselného v prostředí kyseliny sírové.
Ca2+ + C2O → CaC2O4 CaC2O4 + H2SO4 → CaSO4 + H2C2O4 5 C2O + 2 MnO + 16 H+ → 10 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
Organické látky Manganometrie se ke stanovení chemické spotřeby kyslíku ve vodách (CHSK) používá dnes už zřídka, manganometrii v tomto skvěle nahrazuje bichromatometrické stanovení. Manganometricky však lze celkem spolehlivě stanovit řadu organických látek.
5 HCOOH + 2 MnO + 6 H+ → 5 CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O 5 CH3OH + 6 MnO + 18 H+ → 5 CO2 + 6 Mn2+ + 19 H2O
Reference
Kategorie:Oxidometrické titrace