Metoda oksidoredukcije, Permanganometrija

1. Metoda oksidoredukcije (Oksidometrija)
Volumetrijska metoda oksidoredukcije se zasniva na izmjeni elektrona između standardnog rastvora i
rastvora titrovane supstance. Oksidoredukcione ili redoks- reakcije su hemijske reakcije u kojima dolazi
do izmjene elektrona.
Razlika između oksidoredukcije i jonske izmjene je:
• Jonske reakcije su brže, trenutne
• Reakcije oksidoredukcije su sporije i zahtijevaju više ili manje vremena
Oksidacija je proces otpuštanja elektrona, a redukcija proces primanja elektrona. U reakciji
oksidoredukcije, odnos broja molova supstance koja se oksidiše i one koja se redukuje mora biti takav da
broj otpuštenih elektrona odgovara broju primljenih. U rastvorima nemogu da postoje slobodni elektroni!
Supstanca koja prima elektrone i pri tome se redukuje i postaje (-) naziva se oksidaciono sredstvo, a ona
supstanca koja gubi elektrone i postaje (+) zove se redukciono sredstvo.
MnO4
-
+ 8H+
+5e →Mn2+
+ 4 H2O
OKS + n e → RED
OKS je oksidovani, a RED redukovani oblik
Redukciono sredstvo lako daje elektrone i time redukuje drugu supstancu, a samo se u tom procesu
oksidiše.
Fe2+
- e →Fe3+
RED - n e →OKS
Ove reakcije se mogu posmatrati i izolovano u jednačinama. Te pojedinačne reakcije se zovu parcijalne ili
polureakcije. Oksidovani i redukovani oblik u parcijalnim reakcijama formiraju oksidoredukovaneili redoks
parove i obilježavaju se:
OKS/RED odnosno Fe3+
/Fe2+
, MnO4-
/Mn2+
Rastvor koji sadrži jedan oksidoredukcioni par naziva se oksidoredukcioni sistem. Sabiranjem obe
parcijalne jednačine dobija se sumarna jednačina:
MnO4-
+ 8H+
+5e ↔Mn2+
+ 4 H2O
+ Fe2+
- e↔Fe3+
/x5
______________________________
MnO4-
+ 8H+
+5e ↔Mn2+
+ 4 H2O
+ 5Fe2+
-5e ↔5Fe3+
______________________________
MnO4-
+ 8H+
+ 5 Fe2+
↔Mn2+
+ 5 Fe3+
+ 4 H2O
Za složenije reakcije kada joni oksidacionog ili redukcionog sredstva sadrže kiseonikove atome kao MnO4
,
Cr2O7
2-
, C2O4
2-
, S2O3
2-
i slične još je ispravnije prikazivanje reakcije pomoću parcijalnih jednačina.

2. Oksidoredukcioni potencijal
Sposobnost davanja i primanja elektrona kod raznih oksidacionih i redukcionih sredstava je različita.
Sposobnost odavanja i primanja elektrona kvantitativno se izražava pomoću oksidoredukcionog ili redoks
potencijala (Eo). Redoks potencijal je mjreilo težnje da neka supstanca primi ili otpusti elektrone. Redoks
potencijal se mjeri voltima (V).
Ako se zna da je redoks potencijal para MnO4-
/Mn2+
1,56V, a para I2/2I-
+0,54 V može se zaključiti da je
kalijum permanganat jače oksidaciono sredstvo nego jod jer jaka oksidaciona sredstva imaju veliki
oksidoredukcioni potencijal. Jaka redukciona sredstva imaju mali oksidoredukcioni potencijal, npr. S4O6
2-
/S2O3
2-
+0,08V, a 2CO2/C2O4
2-
-0,49V.
Redoks potencijal je karakteristična veličina za svaku oksidoredukcionu reakciju, kao što je pH vrijednost
karakteristična za reakcije neutralizacije. Praćenjem kontinuiranih promjena redoks potencijala u
oksidometrijskim titracijama može da se konstruiše titraciona kriva ove metode. Broj redoks reakcija je
veliki ali u volumentrijskoj praksi se koristi relativno mali broj, samo one koje ispunjavaju već poznate
uslove za kvantitativnu analizu. Redoks reakcije su mahom povratne. Ako se reakcija odigrava između
jakog oksidacionog i jakog redukcionog sredstva, ona je praktično konačna i može se koristiti za
kvantitativnu analizu.
MnO4-
/Mn2+
=+1,56V, a 2CO2
/C2O4
2-
=-0,49V
Jasno da će reakcija između permanganatnog i oksalatnog jona biti konačna, pošto je razlika između
njihovih potencijala velika.
Na oksidoredukcione rakcije znatan uticaj imaju uslovi pod kojima se one izvode, od njih su najvažniji: pH
vrijednost rastvora, koncentracija, temperatura i katalizatori.
Podjela oksidometrije je izvedena prema oksidacionom sredstvu koje se koristi kao standardni rastvor.
Metode koje se najviđe koriste su:

3. Permanganometrija
Permanganometrija je volumetrijska metoda oksidoredukcije pri kojoj se kao standardni rastvor koristi
kalijum-permanganat KMnO4. To je jako oksidaciono sredstvo, koristi se za određivanje sadržaja
redukcionih supstanci, redukuje se do različitih valentnih stanja (+2,+3,+4,+6), u kiseloj sredini MnO4- se
redukuje do Mn2+
, a u neutralnoj i alkalnoj do Mn4+
i Mn6+
.
Pri permanganometriji titracije se češće izvode u jako kiseloj sredini, gdje je pH manje od 4, tada je brzina
reakcije veća i lakše se uočava kraj titracije.
Standardni rastvor KMnO4 nije stabilan, te nije pogodan za pripremu primarnog standardnog rastvora.
Zato se priprema kao sekundarni standardni rastvor i standardizuje se.
Standardni rastvor KMnO4 može se odrediti sadržaj redukcionih supstanci kao Fe2+
, H2C2O4, H2O2, NO2-
Zadatak: Pripremi 500 cm3
sekundarnog standardnog rastvora KMnO4 koncentracije 0,02 mol/dm3
.