ESPERIENZA 4. Permanganometria

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1 ESPERIENZA 4 Permanganometria Il permanganato di potassio è uno dei titolanti più frequentemente usati nell analisi volumetrica per via redox. Può essere usato in soluzione acida, neutra o leggermente alcalina o in soluzione alcalina. Si preferisce usare il permanganato in ambiente acido perché il decorso della reazione di ossidazione é più regolare, anche se si deve operare in condizioni controllate. In soluzione acida agisce secondo la semireazione: MnO H e Mn H 2 O E =1,51V ed il suo peso equivalente é KMnO 4 /5 = 1,606. Il permanganato di potassio é auto indicatore in quanto al punto equivalente la soluzione si colora di rosa per l aggiunta di una goccia in più di KMnO 4. Preparazione e Standardizzazione di KMnO 4 0,1 M in soluzione acida Tipo di reazione Tecniche usate Grado di difficoltà Le reazioni coinvolte sono: REDOX Titolazione diretta media - MnO H + + 5e Mn H 2 O Il suo peso equivalente è KMnO 4 /5 = 1,606 C 2 O 4 2- Il suo peso equivalente è Na 2 C 2 O 4 /2 = 67,00 Operazioni preliminari: 2CO 2 + 2e Ritirare il pesafiltri contenente lo standard primario (anidro), lasciarlo raffreddare in essiccatore nella stanza bilance per 20 minuti. Nell attesa - Lavare la vetreria occorrente per l analisi, - Preparare la soluzione a titolo approssimato - Lavare, avvinare e riempire la buretta con la soluzione a titolo approssimato - Trascorsi i 20 minuti pesare lo standard primario - Procedere con l analisi Compilare una relazione contenente i seguenti punti: - Titolo dell analisi - Principio del metodo - Reazioni impiegate - Dati primari - Risultati finali - Eventuali annotazioni 1

2 Procedimento: Preparazione di una soluzione a titolo approssimato di KMnO 4 0,1N Si pesano su bilancia tecnica circa 2,0 g di KMnO 4 si trasferiscono in un becher da 1000 ml riempito con acqua distillata fino a 800 ml. La soluzione, agitata con una bacchetta di vetro e coperta con un vetro da orologio, viene fatta bollire per circa mezz'ora e comunque fino a ridurre il volume a circa 650 ml, in modo che, raffreddando, si ottengono 600 ml di soluzione. Si raffredda e si filtra in una bottiglia di vetro scuro attraverso lana di vetro o gooch di vetro G2. La soluzione così ottenuta viene standardizzata utilizzando come standard primario l ossalato di sodio (Na 2 C 2 O 4 ). Sostanze Usate (per studente) Reagenti S.P Quantità Frase R Frase S KMnO 4 (sol. 0,1 N) 1,90 g in 600 ml di H 2 O distillata N. CE (etichetta CE) WGK Na 2 C 2 O 4 RPE H 2 SO 4 (Sol. 1:4) mg ml Simboli, frasi R/S e valori di WGK sono riferiti ai reagenti puri. Gli studenti utilizzano soluzioni diluite come si può evincere dalle quantità usate da ciascuno studente. Smaltimento rifiuti Rifiuto Lana di vetro e residuo soluzione non filtrata (KMnO 4 ) Reattivo eccedente non utilizzato (Na 2 C 2 O 4 ) Soluzioni di analisi Acque di lavaggio vetreria Smaltimento Raccolti nell apposito contenitore Raccolto nell apposito contenitore (potrà essere utilizzato per altre attività di laboratorio) Raccolti nelle apposite taniche, possono essere smaltite come rifiuti acquosi di laboratorio non pericoloso Direttamente in lavandino 2

3 Esperienza 4 bis Dosaggio del Fe(II) in soluzione cloridrica Il procedimento per dosare il ferro (II) in soluzione cloridrica mediante permanganato standard é più complicato che in ambiente solforico, in quanto il ferro(ii) catalizza l'ossidazione del cloruro a cloro da parte del permanganato. Per evitare questo inconveniente, deve essere impiegato il metodo di Zimmermann - Reinhardt. Dosaggio di Fe(II) con KMnO 4 0,1 M in soluzione Cloridrica Tipo di reazione Tecniche usate Grado di difficoltà REDOX Titolazione diretta media Le reazioni coinvolte sono: MnO Fe H + Mn Fe H 2 O Operazioni preliminari: 2 HgCl 2 + SnCl 2 Hg 2 Cl 2 + Sn Cl 4 Ritirare il pesafiltri contenente lo standard primario collocarlo in essiccatore nella stanza bilance. Nell attesa - Lavare la vetreria occorrente per l analisi, - Lavare, avvinare e riempire la buretta con la soluzione di permanganato precedentemente standardizzata - Pesare il campione incognito - Procedere con l analisi Compilare una relazione contenente i seguenti punti: - Titolo dell analisi - Principio del metodo - Reazioni impiegate - Dati primari - Risultati finali - Eventuali annotazioni

4 Procedimento: Il campione in cui sono presenti Fe 2+ ed eventualmente piccole quantità di Fe + é travasato quantitativamente in una beuta. Si aggiungono 10 ml di HCl (1:1) e si porta all'incipiente ebollizione, si aggiunge goccia a goccia la soluzione di SnCl 2 fino a scomparsa del colore giallo dovuto ai complessi del ferro(iii) con il cloruro ed ancora un piccolo eccesso di 2-4 gocce. Si raffredda la soluzione. Contemporaneamente si prepara un becher da 600 ml contenente 10 ml di soluzione acquosa satura di HgCl 2 (al 5% circa). Si versa la soluzione in cui é presente il ferro(ii) con l'eccesso di SnCl 2 nel becher in modo che sia comunque presente un eccesso di HgCl 2. Si deve ottenere una piccola quantità di precipitato bianco sericeo di calomelano (Hg 2 Cl 2 ) secondo la reazione: 2 HgCl 2 + SnCl 2 Hg 2 Cl 2 + SnCl 4 Dopo avere lasciato a riposo la soluzione per qualche minuto, si aggiungono 25 ml di soluzione di Zimmermann-Reinhardt si porta a circa 200 ml e si titola a freddo con il permanganato standard agitando con una bacchetta di vetro fino a comparsa di colorazione rosa persistente per 15-0 secondi. Sostanze Usate (per studente) Reagenti S.P Quantità Frase R Frase S N. CE (etichetta CE) WGK KMnO 4 (sol. 0,1 N) 150 ml HCl (sol. 1:1) 10 ml SnCl 2 (sol al 5%) 4 o 5 gocce / /7/ HgCl 2 (sol al 5%) 10 ml /24/ /7/ Sol. Zimmermann-Reinhardt MnSO 4 48/20/ / H 2SO 4 (Sol. 1:4) 25 ml H PO /7/

5 Simboli, frasi R/S e valori di WGK sono riferiti ai reagenti puri. Gli studenti utilizzano soluzioni diluite come si può evincere dalle quantità usate da ciascuno studente. Smaltimento rifiuti Rifiuto Soluzioni di analisi Acque di lavaggio vetreria Smaltimento Raccolti nelle apposite taniche, possono essere smaltite come rifiuti acquosi di laboratorio non pericoloso Direttamente in lavandino 5