Перманганатометрия

Перманганатоме́три́я, метод титриметрического анализа, в частности – окислительно-восстановительного титрования (редоксметрия). Основан на использовании в качестве титранта для определения соединений, обладающих восстановительными свойствами, раствора перманганата калия. Перманганат-ионы являются сильнейшими окислителями, но, в зависимости от рН среды, продукты их восстановления могут быть различными.

В сильнокислой среде (рН < 4) протекает реакция восстановления до соли:

${\displaystyle MnO_{4}^{-}+5{\overline {e}}+8H^{+}=Mn^{2+}+4H_{2}O}$.

В слабокислой или нейтральной среде восстанавливается до диоксида марганца:

${\displaystyle MnO_{4}^{-}+3{\overline {e}}+4H^{+}=MnO_{2}\downarrow +2H_{2}O}$.

То же происходит и в слабощелочной среде:

${\displaystyle MnO_{4}^{-}+5{\overline {e}}+2H_{2}O=MnO_{2}\downarrow +4OH^{-}}$.

Чаще всего для анализа используют кислые среды, т. к. стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары ${\displaystyle MnO_{4}^{-}/Mn^{2+}}$ (+1,51 В) значительно выше соответствующего потенциала ${\displaystyle MnO_{4}^{-}/MnO_{2}}$ (+0,59 В), то есть окислительная способность перманганат-иона в кислой среде выше, чем в нейтральной и щелочной. Кроме того, в кислой среде ярко окрашенный раствор перманганата восстанавливается в практически бесцветную соль марганца(II), что позволяет проводить титрование без индикатора. Для подкисления раствора применяют серную кислоту, другие сильные кислоты не используют, т. к. азотная кислота сама является окислителем, а в растворе соляной кислоты хлорид-ионы могут окисляться перманганатом до хлора.

Выпадающий при титровании в нейтральных и щелочных средах бурый осадок диоксида марганца затрудняет фиксацию точки эквивалентности.

Метод перманганатометрии применяют для определения восстановителей – прямое титрование. Используется для определения оксалатов, пероксида водорода, железа(II), марганца(II), мышьяка(III), олова(II).

Обратное титрование применяется, если восстановитель с перманганатом взаимодействует медленно. В этом случае к раствору восстановителя приливают точно измеренный объём раствора перманганата калия, заведомо взятого в избытке, а после завершения окислительно-восстановительной реакции избыток не вступившего в реакцию перманганата оттитровывают стандартным раствором другого восстановителя [[[Щавелевая кислота|щавелевая кислота]], оксалаты, соли железа(II)]. Метод обратного титрования используют для определения нитритов и большого количества органических соединений (глицерина, этиленгликоля, метанола, органических кислот). Также для определения окислителей. В этом случае добавляют избыток стандартного раствора восстановителя и затем титруют его остаток раствором перманганата.

Используется также метод заместительного титрования: ионы кальция, цинка, кадмия, никеля, кобальта, стронция, бария осаждают в виде малорастворимых оксалатов, действуя избытком оксалата аммония, осадок отделяют от раствора, промывают и растворяют в растворе серной кислоты; при этом образуется эквивалентное количество щавелевой кислоты, которое оттитровывают раствором перманганата.