Oxidačně redukční titrace

25 cm³ H₂O₂ bylo v kys. prostředí titrováno roztokem KMnO₄ o koncentraci 0,020 mol⋅dm^-3. Jaká byla látková koncentrace H₂O₂, jestliže spotřeba KMnO₄ o dané koncentraci při titraci činila 0,015 dm³?

Nápověda

Řešení

Oxidačně redukční titrace

Mezi odměrným roztokem a stanovovanou látkou probíhají oxidačně redukční děje.

redukce - dokází ke snižování oxidačního čísla, redukovaná látka přijímá elektrony

oxidace - dokází ke zvyšování oxidačního čísla, oxidovaná látka odevzdává elektrony

Redukce a oxidace probíhají současně, jedna látka elektrony přijímá, druhá je odevzdává tak, aby počet přijatých a odevzdaných elektronů byl stejný.

Příkladem může být reduktometrie, titrací odměrných roztoků redukovadel se určují oxidovadla, či oxidimetrie – titrací odměrných roztoků oxidovadel se určují redukovadla, např. manganometrie.

Manganometrická titrace probíhá v kyselém prostředí nejčastěji za přítomnosti kyseliny sírové, ionty MnO₄ působí jako silné oxidovadlo a sami se rudukují na manganaté ionty:

\(5 Fe^{2+} + MnO_4^- + 8 H^+ \rightarrow 5 Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4 H_2O\)

Nejdříve převedeme jednotky:

V(H₂O₂) = V₁ = 25 ml =0,025 dm³

c(KMnO₄) = c₂ = 0,020 mol⋅dm^-3

V(KMnO₄) = V₂ = 0,015 dm³

Vyjádříme reakci rovnicí a vyčíslíme ji:

\[\mathbf{{5 H_2O_2+2 MnO_4^{-}+ 6 H^{+}\rightarrow 2 Mn^{2+}+ 5 O_2 + 8 H_2O }} \]

Látková množství jsou v poměru:

\[\frac{n_{H_{2}O_{2}}}{n_{MnO_4^{-}}}= \frac{5}{2} \]

Látkové množství vyjádříme pomocí součinu koncentrace a objemu vzorec (5.1):

\(\mathbf{{\color{DarkRed} n = c \cdot V}}\)

Pro rovnici výše uvedené reakce tedy platí:

\(5\cdot n(MnO_4^{-}) = 2\cdot n(H_2O_2) \)

\(5\cdot c_2\cdot V_2 = 2\cdot c_1\cdot V_1 \)

Pro koncentraci H₂O₂ tedy platí:

\[c_1 = \frac{5 \cdot c_2 \cdot V_2}{V_1 \cdot 2} = \frac{5 \cdot 0,020 \cdot 0,015}{0,025 \cdot 2} = {\color{DarkGreen}\mathbf{0,030\;mol\cdot dm^{-3}}}\]

Látková koncentrace H₂O₂ byla 0,030 mol⋅dm^-3.