لطفا چند لحظه صبر نمائید
ورود کاربران
  1. خانه
  2. اخبار
  3. تیتراسیون با پرمنگنات پتاسیم (KMnO₄)

تیتراسیون با پرمنگنات پتاسیم (KMnO₄)

تیتراسیون با پرمنگنات پتاسیم (KMnO₄) یکی از روش‌های معروف تیتراسیون اکسایش-کاهش (ردوکس) است که به دلیل خاصیت اکسیدکنندگی قوی KMnO₄ و رنگ ارغوانی آن بسیار کاربردی و رایج است.

اصول تیتراسیون با پرمنگنات پتاسیم

  • KMnO₄ به عنوان اکسیدکننده عمل می‌کند.
  • در محلول‌های اسیدی یا خنثی، KMnO₄ کاهش یافته و خودش به Mn²⁺ تبدیل می‌شود که بی‌رنگ است.
  • رنگ ارغوانی پرمنگنات به عنوان نشانگر طبیعی عمل می‌کند (تا زمانی که تمام ماده احیاشونده واکنش نداده، رنگ از بین می‌رود و در نقطه پایان تیتراسیون رنگ صورتی یا ارغوانی خیلی کمرنگ باقی می‌ماند).

مراحل انجام تیتراسیون با KMnO₄

  1. آماده‌سازی نمونه:
    نمونه‌ای که حاوی ماده احیاشونده (مثل Fe²⁺، اگزالات، سولفیت و...) است در بالن قرار می‌دهیم.
    معمولاً محلول نمونه را با اسید سولفوریک رقیق (H₂SO₄) تنظیم می‌کنند تا محیط اسیدی شود.
  2. تهیه محلول استاندارد KMnO₄:
    محلول KMnO₄ را با دقت وزن می‌کنند و در آب مقطر حل می‌کنند (معمولاً با غلظت مشخص مثلا 0.02 مولار).
    محلول پرمنگنات باید تازه تهیه و قبل از استفاده استاندارد شود چون به مرور زمان غیراستاندارد می‌شود.
  3. تیتراسیون:
    • محلول KMnO₄ را در بورت می‌ریزیم.
    • آرام آرام محلول KMnO₄ را به نمونه اضافه می‌کنیم و همزمان هم می‌زنیم.
    • در ابتدا رنگ ارغوانی سریعاً از بین می‌رود چون ماده احیاشونده پرمنگنات را کاهش می‌دهد.
    • وقتی تمام ماده احیاشونده واکنش داد، کمی پرمنگنات اضافی باقی می‌ماند و رنگ صورتی یا ارغوانی بسیار کمرنگ در محلول ظاهر می‌شود.
  4. ثبت حجم مصرفی:
    حجم KMnO₄ مصرف‌شده را یادداشت می‌کنیم و با استفاده از واکنش استوکیومتری مقدار ماده مورد نظر را محاسبه می‌کنیم.

مثال واکنش‌ها

در محیط اسیدی (معمولاً استفاده شده):

MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2O\mathrm{MnO_4^-} + 8H^+ + 5e^- \rightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 4H_2O

مثال: اکسایش یون فروس (Fe²⁺) به فریک (Fe³⁺):

MnO4−+8H++5Fe2+→Mn2++5Fe3++4H2O\mathrm{MnO_4^-} + 8H^+ + 5Fe^{2+} \rightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 5Fe^{3+} + 4H_2O

 

نکات مهم:

  • محیط اسیدی ضروری است (معمولاً اسید سولفوریک)
  • محلول KMnO₄ باید تازه و استاندارد باشد
  • در تیتراسیون با KMnO₄ نشانگر اضافه نمی‌شود چون خود پرمنگنات نقش نشانگر را دارد
  • تیتراسیون باید آرام و با هم‌زدن مداوم انجام شود
  • نقطه پایان تیتراسیون زمانی است که رنگ صورتی کم‌رنگ در محلول دیده شود

1. استانداردسازی محلول پرمنگنات (KMnO₄)

چون KMnO₄ خود به مرور تجزیه می‌شود و غلظت واقعی محلول تغییر می‌کند، باید قبل از تیتراسیون، محلول را استاندارد کنیم.

روش استانداردسازی با اگزالات پتاسیم (K₂C₂O₄):

  • اگزالات پتاسیم یک ماده استاندارد اولیه است و به راحتی قابل وزن‌کردن و خالص است.
  • واکنش اکسایش اگزالات توسط پرمنگنات در محیط اسیدی است:
2MnO4−+5C2O42−+16H+→2Mn2++10CO2+8H2O2 \mathrm{MnO_4^-} + 5 \mathrm{C_2O_4^{2-}} + 16 H^+ \rightarrow 2 \mathrm{Mn^{2+}} + 10 CO_2 + 8 H_2O
  • مراحل:
    1. مقداری دقیق از اگزالات پتاسیم خشک‌شده (مثلاً 0.02 گرم) را وزن کرده و در بالن مدرج حل می‌کنیم.
    2. محلول اگزالات را در بالن می‌ریزیم و کمی اسید سولفوریک اضافه می‌کنیم.
    3. محلول KMnO₄ را آرام به آن اضافه می‌کنیم تا نقطه پایان که رنگ صورتی کمرنگ دیده شود.
    4. حجم مصرفی KMnO₄ را یادداشت کرده و غلظت واقعی محلول را با توجه به مقدار اگزالات پتاسیم محاسبه می‌کنیم.

2. محاسبه غلظت محلول KMnO₄

فرمول کلی:

M1×V1×n1=M2×V2×n2M_1 \times V_1 \times n_1 = M_2 \times V_2 \times n_2

که:

  • M1M_1: غلظت ماده استاندارد (اگزالات پتاسیم)
  • V1V_1: حجم محلول استاندارد
  • n1n_1: تعداد الکترون‌های منتقل شده توسط ماده استاندارد
  • M2M_2: غلظت KMnO₄ (ناشناخته)
  • V2V_2: حجم مصرفی KMnO₄
  • n2n_2: تعداد الکترون‌های منتقل شده توسط KMnO₄

برای مثال در واکنش بالا:

  • n1=2×5=10n_1 = 2 \times 5 = 10 الکترون (5 اگزالات هر کدام 2 الکترون می‌دهند)
  • n2=2×1=2n_2 = 2 \times 1 = 2 الکترون (هر MnO₄^- دو الکترون می‌گیرد)

3. نمونه کاربردی: تعیین غلظت Fe²⁺ در محلول

فرض کن می‌خواهی غلظت یون آهن(II) رو با KMnO₄ تعیین کنی.

  • حجم نمونه: 25 میلی‌لیتر
  • محلول KMnO₄ استاندارد شده با غلظت 0.02 مولار
  • حجم مصرفی KMnO₄: 15 میلی‌لیتر

واکنش:

MnO4−+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O\mathrm{MnO_4^-} + 5 Fe^{2+} + 8 H^+ \rightarrow \mathrm{Mn^{2+}} + 5 Fe^{3+} + 4 H_2O

محاسبه:

nelectrons MnO4−=5(از واکنش بالا)n_{\text{electrons MnO}_4^-} = 5 \quad \text{(از واکنش بالا)}
  • مقدار مول KMnO₄ مصرف‌شده:
n=M×V=0.02 mol/L×0.015 L=3×10−4 moln = M \times V = 0.02 \, \text{mol/L} \times 0.015 \, \text{L} = 3 \times 10^{-4} \, \text{mol}
  • هر مول KMnO₄ 5 مول الکترون می‌گیرد، پس:
mol الکترون=3×10−4×5=1.5×10−3\text{mol الکترون} = 3 \times 10^{-4} \times 5 = 1.5 \times 10^{-3}
  • هر Fe²⁺ یک الکترون می‌دهد، پس:
mol Fe2+=1.5×10−3 mol\text{mol Fe}^{2+} = 1.5 \times 10^{-3} \, \text{mol}
  • غلظت Fe²⁺ در 25 میلی‌لیتر نمونه:
C=1.5×10−30.025=0.06 mol/LC = \frac{1.5 \times 10^{-3}}{0.025} = 0.06 \, \text{mol/L}

 

4. نکات مهم برای تیتراسیون موفق

  • هم‌زدن مداوم نمونه برای یکنواختی واکنش
  • اضافه کردن KMnO₄ به آرامی و نزدیک به نقطه پایان
  • نقطه پایان واضح: تغییر رنگ صورتی کمرنگ
  • استفاده از محلول تازه و استاندارد KMnO₄
  • محیط اسیدی با غلظت مناسب اسید سولفوریک (معمولاً 1-2 مولار)

 

فروشگاه فلات کالا
دسترسی سریع
راه های ارتباطی
تلفن تماس، پیامک، واتس اپ و تلگرام : 09374530876
ایمیل: info@falaatkala.ir
آدرس : زنجان خیابان امام کوچه افشارچی پلاک 103
کد پستی 4518785163
خبرنامه

با اشتراک در خبرنامه همیشه از آخرین تخفیفات و رویدادهای مهم ما مطلع خواهید شد

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید :
هفت روز هفته ، ۲۴ ساعت شبانه‌روز پاسخگوی شما هستیم

از فلات کالا یه جنس خوب بخر...

 

فروشگاه فلات کالا به منظور تامین انواع محصولات شیمیایی و انواع خاک و کودهای شیمیایی در بسته بندی های متنوع تشکیل شده است. علاوه بر عرضه محصولات باکیفیت و درجه 1 به مشتریان گرامی، امکان مشاهده، بررسی و مقایسه محصولات در سایت به سادگی امکان پذیر بوده و اطلاعات و دانش مخاطبین را در این زمینه افزایش می دهد.

کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت محفوظ و متعلق به گروه بازرگانی فلات ایران است. توسعه و طراحی توسط رسانه گستر بنفشه
طراحی و توسعه رسانه گستر