BÀI 3 phương pháp pemanganat

BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP PERMANGANAT XÁC
ĐỊNH Fe2+, Ca2+ .ỨNG DỤNG XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ
PERMANGANAT TRONG NƯỚC.
I. Mục Tiêu
- Thực hiện pha hóa chất và dung dịch chuẩn, xác định nồng độ chính xác dung dịch
chuẩn.
-

Rèn luyện kĩ năng chuẩn độ, sử dụng chỉ thị, nhận biết điểm dừng chuẩn độ thể tích.

- Rèn luyện kĩ năng lấy mẫu và sử lý mẫu, xác định hàm lượng phân tích chỉ số
permanganat trong nước.
II. hóa chất
-

KmnO4 rắn
H2C2O4.2H2O rắn
Dung dịch KmnO4 0.05N
H3PO4 đậm đặc
Muối Mohr hoặc FeSO4
Dung dịch H2SO4 2N
Dung dịch NH4)2C2O4 5%
Dung dịch CH3COOH 10%
Dugn dịch NH4OH 2N

III. Thực nghiệm.
1. Pha hóa chất.
Thí nghiệm 1.Pha chế dung dịch chuẩn gốc acid oxalic để xác định dung dịch chuẩn
KMnO4
a.

Nguyên tắc

Người ta cân một lượng xác định chất gốc trên cân phân tích có độ chính xác 0,0001g,
hòa tan lượng cân rồi chuyển vào bình định mức có dung tích thích hợp, định nước bằng
nước tới vạch.
b. Cách tiến hành


mH 2C2O4 .2 H 2O =

(C N × V ) × Đ 0,05 ×100 ×126
=
= 0,3166( g )
10 × p
2 ×10 × 99,5

-

Cân 0,3166g H2C2O4.2H2O vào trong cốc cân 100 ml, hòa tan bằng nước cất rồi
chuyển qua phễu vào bình định mức 100 ml.

-

Tráng cốc cân 3 lần bằng nước cất vào bình định mức. Sau đó thêm nước cất đến
vạch định mức, lắc kỹ để trộn đều, ta có dung dịch chuẩn acid oxalic 0,0500N.
≈

Thí nghiệm 2.Pha 250 ml dung dịch KMnO4 0,05N từ dung dịch
a. Nguyên tắc

KMnO4 là chất rắn, rắn màu tím đen và thường có tạp chất, nhất là MnO2, ngoài ra là
chất oxy hóa rất mạnh nên khi hòa tan vào nước nó bị phân hủy bởi các chất khử có trong
đó như NH3, các chất hữu cơ bụi,…Phải bảo quản KMnO4 trong tối hoặc trong chai màu
thẫm để tránh phản ứng xảy ra khi bị ánh sáng kích thích.
4KMnO4 +2H2O = 4MnO2 +3O2 +4KOH
Vì vậy KMnO4 không thể sử dụng làm chất chuẩn gốc. Dung dịch KMnO4 sau khi pha
cần loại bỏ hết lượng MnO2 và xác định lại chính xác theo dung dịch chuẩn gốc H2C2O4
b. Cách tiến hành

mKMnO4 =

V × C N × DKMnO4
1000

×

100 250 × 0,05 ×158,03
=
=
p
5 × 10 ×

-

Cân lượng KMnO4 để pha dung dịch chuẩn 0,05N (thường lớn hơn lượng cân lý
thuyết).

-

Hóa tan và định mức để thành 250 ml có nồng độ 0,05N.

Thí nghiệm 3.Xác định chính xác nồng độ dung dịch chuẩn KMnO4 theo chất gốc.
a. Nguyên tắc.

Chuẩn độ dung dịch H2C2O4 0,05N trong môi trường H2SO4 đến khi xuất hiện màu
hồng nhạt bền vững .
Phản ứng chuẩn độ: 2MnO4- + 5C2O42- +16H+ =2Mn2+ +10CO2 + 8H2O


Sản phẩm Mn2+ là xúc tác cho phản ứng, vì vậy phản ứng chuẩn độ xảy ra nhanh dần.
Tuy nhiên giai đoạn đầu vẫn cần đun nóng 60-800C để tăng tốc độ phản ứng.
b. Cách tiến hành
- Hút chính xác 10,00 ml H2C2O4 0,0500N vào erlen, thêm 10 ml nước cất và 5 ml

H2SO4 2N, đun nóng khoảng 60-800C.
- Chuẩn độ từng erlen trên KMnO4 đến khi dung dịch có màu hồng nhạt. Ghi thể
tích dung dịch KMnO4 tiêu tốn.
- Từ thể tích KMnO4 tiêu tốn ở 3 lần thí nghiệm, tính thể tích trung bình KMnO4,từ
đó tính nồng độ đương lượngcủa dung dịch KMnO4.
c. Kết quả.
Lần
VKMnO4 (ml )

1
10,4

2
10,2

3

10,1

V KMnO4 = 10,23ml

(CV ) KMnO4 = (CV ) H 2C2O4 ⇔ C ×10,23 = 0,05 × 10 ⇒ C N =

0,05 × 10
= 0,049N
10,23

Thí nghiệm 4.Xác định nồng độ Ca2+ bằng dung dịch chuẩn KMnO4
a. Nguyên tắc.
- Ion Ca2+ được chuyển thành kết tủa CaC2O4 bằng dung dịch (NH4)2C2O4 trong môi

-

trường acid CH3COOH (pH= 4-5). Hòa tan kết tủa trong môi trường H2SO4 và
chuẩn độ lượng C2O42- tách ra tương đương bằng dung dịch chuẩn KMnO4, điểm
tương đương nhận được khi dung dịch có màu hồng nhạt
Phương trình phản ứng:
Ca 2+ + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2NH4+
CaC2O4 + H2SO4 = H2C2O4 + CaSO4
2MnO4- + 5C2O42- +16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O

b. Cách tiến hành
- Hút chính xác 10,00 ml dung dịch mẫu, thêm 20 ml (NH4)2C2O4 5%, 5 ml

CH3COOH 10%, 1 giọt chỉ thị MO và thêm từ từ từng giọt NH4OH 2N để chỉnh
dung dịch về màu vàng.

Đun sôi erlen 5 phút sau đó để kết tủa lắng trên bếp cách thủy 30 phút.
Lọc dung dịch qua giấy lọc băng xanh bằng kỹ thuật lọc gạn chuyển hết phần dung
dịch lên giấy lọc, gạn kết tủa bằng dung dịch (NH4)2C2O4 1% (3 lần mỗi lần 10
ml). Bỏ dung dịch qua lọc.
- Rửa kết tủa trên giấy lọc bằng cất nóng cho đến hết ion C 2O42- (kiểm tra đã hết
C2O42- bằng CaCl2).
- Thu kết tủa và hòa tan kết tủa nhay trên giấy lọc bằng 25 ml H2SO4 10%. Thu
dung dịch qua lọc và thêm nước cất đến thể tích 50 ml. Đun nón 80-900C
- Chuẩn độ bằng dung dịch KMnO4 0,049N cho đến khi có màu hồng bền trong 30
giây. Ghi thể tích dung dịch KMnO4 tiêu tốn , từ đó tính ra CN Ca2+ có trong mẫu.
c. Kết quả.
-

VKMnO4 = 14,4ml

(CV ) Ca 2+ = (CV ) KMnO4 ⇔ C × 10 = 0,049 ×14,4 ⇒ CCa 2+ =

0,049 × 14,4
= 0,0756N
10

Thí nghiệm 5.Xác định nồng độ Fe2+ bằng dung dịch chuẩn KMnO4.
a. Nguyên tắc.
- Trong môi trường acid, ion Fe2+ sẽ bị permanganat oxy hóa lên Fe3+ điểm tương

đương nhận được khi dư một giọt dung dịch chuẩn KMnO4, dung dịch xuất hiện
màu hồng nhạt (bền trong 30 giây). Khi dung dịch chưas nhiều ion Cl-, ta phải
dùng hỗn hợp bảo vệ Zymmerman.
- Phản ứng chuẩn độ: MnO42- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

b. Cách tiến hành
- Hút chính xác 10,00 ml mẫu cho vào erlen, thêm 10 ml nước cất, 1 ml H 3PO4 đậm
đặc và 5 ml H2SO4 2N lắc đều (hoặc 10 ml hỗn hợp bảo vệ Zymmerman)
- Chuẩn độ từng erlen trên bằng dung dịch KMnO4 0,049N đến khi dung dịch có
màu hồng nhạt. Ghi thể tích dung dịch KMnO4 tiêu tốn.
- Từ thể tích KMnO4 tiêu tốn ở 3 lần thí nghiệm, tính thể tích trung bình KMnO4, từ
đó tính CN của dung dịch Fe2+
c. Kết quả
Lần
VKMnO4 (ml )

1
9,5

2
9,5

V KMnO4 = 9,43ml

3
9,3


(CV ) Fe2+ = (CV ) KMnO4 ⇔ C ×10 = 0,049× 9,43 ⇒ C Fe2+ =

0,049 × 9,34
= 0,046N
10

Thí nghiệm 6.Xác định chỉ số permanganat trong nướcTCVB 6186:1996

a. Nguyên tắc

Đun nóng mẫu trong nồi cách thủy với một lượng kali permanganat và acid
sunfuric đã biết trong khoảng thời gian nhất định (10 phút). Khử phần permanganat
bằng chất có khả năng oxi hóa trong mẫu và xác định lượng permanganat đã dùng
bằng việc thêm dung dịch oxalat dư, sau đó chuẩn độ permanganat.
b. Cách tiến hành

- Dùng chính xác 25,00 ml mẫu nước (Vm) cho vào erlen 100 ml. Thêm 10 ml acid
sunfuric 2N, lắc đều. Đặt erlen 100 ml trên cách thủy trên 10 phút.
- Thêm V2 = 5 ml dung dịch chuẩn KMnO4 0,01N
- Sau đúng 10 phút, thêm V3 = 5 ml dung dịch chuẩn H2C2O4 = 0,01N và đợi đến khi
dung dịch trở nên không màu. Đun nóng lại dung dịch, tới khoảng 800C.
- Chuẩn độ khi còn nóng với dung dịch chuẩn KMnO4 0,01N tới màu hồng nhạt khoảng
30 giây. Ghi thể tích V1 ml dung dịch KMnO4 đã dùng.
- Tiến hành thử mẫu trắng song song với mẫu thử. Ghi thể tích V0 của permanganat đã
dùng. Từ đó tính ra chỉ số permanganat trong mẫu ban đầu.
c. Kết quả

V1=V2=V3=5ml, V0=0,2ml,
I Mn =

(V1 − V0 )C KMnO4 × Đ0 × 1000

f =

Với

Vm
CHN2C2O4 × V3

N
C KMnO
× V2
4

=1

Vm=25ml
×f =

(5 − 0,2) × 0,01×16 ×1000
×1 = 30,72
25