Titrări redox: permanganometrie, iodometrie

Echivalența redox (dincolo de programă)

n (e^{-})_{ceda ț i} = n (e^{-})_{accepta ț i}

N = z c_{M}

z = electroni schimbați pe formulă

(c_{N} V)_{oxidant} = (c_{N} V)_{reduc a ˘ tor}

Permanganometrie (mediu acid)

2 MnO X_{4} X^{-} + 5 H X_{2} C X_{2} O X_{4} + 6 H X^{+} 2 Mn X^{2 +} + 10 CO X_{2} + 8 H X_{2} O

standardizare pe oxalat

MnO X_{4} X^{-} + 5 Fe X^{2 +} + 8 H X^{+} Mn X^{2 +} + 5 Fe X^{3 +} + 4 H X_{2} O

dozarea fierului

Permanganometrie: ce se punctează

AutoindicatorKMnO₄: capăt la roz slab persistent 30 s
Cu oxalatîncălzești la 60–70 °C
Autocatalizăprimele picături se decolorează greu, apoi Mn²⁺ format catalizează

Iodometrie

I X_{2} + 2 S X_{2} O X_{3} X^{2 -} 2 I X^{-} + S X_{4} O X_{6} X^{2 -}

titrarea iodului

Cr X_{2} O X_{7} X^{2 -} + 6 I X^{-} + 14 H X^{+} 2 Cr X^{3 +} + 3 I X_{2} + 7 H X_{2} O

2 Cu X^{2 +} + 4 I X^{-} 2 CuI + I X_{2}

Winkler: O2 dizolvat (OJ 2016)

Fixare (Mn²⁺, mediu bazic)2Mn(OH)₂ + O₂ → 2MnO(OH)₂
Acidulezi cu KIMnO(OH)₂ + 2I⁻ + 4H⁺ → Mn²⁺ + I₂ + 3H₂O
Lanțul1 O₂ ↔ 2 I₂ ↔ 4 S₂O₃²⁻
Rezultat (mg O₂/L) $8000 c V_{tiosulfat} / V_{prob a ˘}$

Formaldehida și retrotitrarea

FormaldehidaHCHO leagă SO₃²⁻ într-un aduct care nu mai reduce I₂: din două titrări (cu și fără HCHO) afli separat sulfitul și tiosulfatul (națională 2018)
Retrotitrareun oxidant în exces (K₂Cr₂O₇) oxidează proba, iar excesul se dozează iodometric (națională 2019)

1.Oxigenul dintr-o probă de 100,0 mL apă se fixează cu Mn²⁺ în mediu bazic. După acidulare și adăugare de KI, iodul eliberat consumă 6,20 mL Na₂S₂O₃ 0,0100 M. Calculează conținutul de O₂ dizolvat, în mg/L.
mg/L
Un O₂ corespunde la patru S₂O₃²⁻.
1. n(S₂O₃²⁻) = 0,0100 · 6,20·10⁻³ = 6,20·10⁻⁵ mol → n(O₂) = 1,55·10⁻⁵ mol
2. m(O₂) = 1,55·10⁻⁵ · 32,00 = 4,96·10⁻⁴ g în 0,1 L
3. 4,96 mg/L
2.De ce titrarea acidului oxalic cu KMnO₄ se face în mediu de H₂SO₄ și nu de HCl?
HCl este un acid prea slab.KMnO₄ oxidează Cl⁻ la Cl₂ și consumă titrant în plus.H₂SO₄ catalizează reacția, HCl nu.În HCl se formează MnO₂, brun.
Gândește-te ce altceva mai poate oxida permanganatul.
1. 2MnO₄⁻ + 10Cl⁻ + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 8H₂O: volumul consumat ar ieși prea mare.
2. Catalizatorul real este Mn²⁺ (autocataliză), nu acidul.
3.O probă de H₂C₂O₄·2H₂O se dizolvă într-un balon cotat de 100,0 mL. O alicotă de 10,00 mL, acidulată cu H₂SO₄ și încălzită, consumă 18,50 mL KMnO₄ 0,02000 M. Ce masă de cristalohidrat conținea proba?
g
Raportul e 5 H₂C₂O₄ la 2 MnO₄⁻; înmulțești la final cu 10.
1. n(MnO₄⁻) = 0,02000 · 18,50·10⁻³ = 3,700·10⁻⁴ mol
2. n(H₂C₂O₄) în alicotă = $3, 700 \cdot 1 0^{- 4} \cdot \frac{5}{2}$ = 9,250·10⁻⁴ mol; în balon 9,250·10⁻³ mol
3. m = 9,250·10⁻³ · 126,06 = 1,166 g
4.0,6242 g CuSO₄·xH₂O se dizolvă și se tratează cu KI în exces. Iodul eliberat consumă 25,00 mL Na₂S₂O₃ 0,1000 M. Determină x.
2Cu²⁺ dau un I₂, care consumă 2 S₂O₃²⁻: deci 1 Cu²⁺ ↔ 1 S₂O₃²⁻.
1. n(Cu²⁺) = n(S₂O₃²⁻) = 0,1000 · 25,00·10⁻³ = 2,500·10⁻³ mol
2. $M = \frac{0 , 6242}{2 , 500 \cdot 1 0 ^{- 3}}$ = 249,7 g/mol
3. $x = \frac{249 , 7 - 159 , 6}{18 , 02}$ = 5,00 → CuSO₄·5H₂O
5.10,00 mL băutură se diluează la 1,000 L. Peste 5,00 mL din soluția diluată se adaugă 25,00 mL K₂Cr₂O₇ 0,02000 M în H₂SO₄, care oxidează etanolul la acid acetic. Excesul de dicromat, tratat cu KI, eliberează I₂ care consumă 15,00 mL Na₂S₂O₃ 0,1000 M. Ce concentrație are băutura, în % volum (ρ etanol = 0,789 g/mL)?
% vol
3 C₂H₅OH reacționează cu 2 Cr₂O₇²⁻; 1 Cr₂O₇²⁻ eliberează 3 I₂.
1. Exces: n(I₂) = 7,50·10⁻⁴ mol → n(Cr₂O₇²⁻) exces = 2,50·10⁻⁴ mol; total 5,00·10⁻⁴, deci consumat 2,50·10⁻⁴ mol
2. n(C₂H₅OH) = $2, 50 \cdot 1 0^{- 4} \cdot \frac{3}{2}$ = 3,75·10⁻⁴ mol în 5 mL → 0,0750 mol în 1 L (adică în 10 mL băutură)
3. m = 0,0750 · 46,07 = 3,455 g → V = 4,38 mL în 10 mL → 43,8% vol
6.O soluție conține Na₂SO₃ și Na₂S₂O₃. O alicotă de 10,00 mL consumă 12,00 mL I₂ 0,0500 M. O a doua alicotă de 10,00 mL, tratată întâi cu formaldehidă, consumă 5,00 mL din aceeași soluție de I₂. Calculează concentrația molară a Na₂SO₃.
mol/L
Cu HCHO titrezi doar tiosulfatul; diferența de volum e sulfitul.
1. SO₃²⁻ + I₂ + H₂O → SO₄²⁻ + 2I⁻ + 2H⁺ (1 : 1); 2S₂O₃²⁻ + I₂ → S₄O₆²⁻ + 2I⁻
2. I₂ pentru sulfit: (12,00 − 5,00)·10⁻³ · 0,0500 = 3,50·10⁻⁴ mol
3. c(Na₂SO₃) = 3,50·10⁻⁴ / 0,01000 = 0,0350 M (tiosulfat: 0,0500 M)