Redoks-titrering eksperimenter

Oksidasjon reduserende titrering eksperimenter er kanskje ikke så lett å finne som syre-base-titrering eksperimenter for klasserom demonstrasjoner. De kan heller ikke være så lett for eleven å forstå. Den følgende artikkelen drøfter noen av likheter og gir flere eksempler - fra det enkle til det komplekse - av redoksreaksjoner som kan utføres i klasserommet.

Noen grunnleggende definisjoner

Titrering bruker opp et løst stoff av ukjent masse med et oppløst stoff av kjent masse for å bestemme den første oppløst stoff masse. Noen indikator, for eksempel farge, brukes til å bestemme når det ukjente massen har blitt brukt opp, for å fortelle når man skal stoppe tilsetning av oppløst stoff av kjent masse.

En oksydasjonsreaksjon medfører tap av elektrontettheten fra en atom, for eksempel: tilsetning av et oksygenatom eller tapet av et hydrogenatom. En reduksjon reaksjon er den samme reaksjonen, men i motsatt retning: en økning i elektrontetthet. Så mens i en syre-base-reaksjon et hydrogen overføres, i en redoks-reaksjon, blir elektroner overføres. For eksempel, hvis en jern ion Fe3 + endres til Fe2 +, er det sagt å ha blitt redusert.

Forskjellen fra Acid-Base Titrering

En syre-base-titrering er fullført når mol H + og antall mol OH- er like, for eksempel løsningen er syre-base-nøytral. Løse for den ukjente konsentrasjonen er et spørsmål om å løse en formel med en ukjent:
Vacid x [syre] = Vbase x [basen]
I oksidasjon-reduksjon, er likevektspunktet noe lignende, bortsett fra at elektroner utgitt av artene oksidert nøyaktig like elektronene akseptert av artene redusert. Som ved syre-base-titrering, fargeendring i løpet av reaksjonen tjener som en indikasjon på at reaksjonen er fullstendig.

Denne fargeendring kan være fra en ekstra indikator slik som stivelse, eller av titrant. Fargen på kaliumpermanganat er derfor det er ofte brukt som en titrant. En pH-måler kan bidra til grafen en kurve for å bestemme likevektspunktet som i syre-base-titrering, ettersom den titrant vanligvis påvirker pH.

Eksperiment # 1

En ukjent konsentrasjon av hydrogenperoksyd kan titreres mot kaliumpermanganat i henhold til den kjemiske formelen:
5H2O2 + 2MnO4- + 6 H +? 2Mn2 + + 5O2 + 8H2O
Fordelen med å bruke KMnO4 er det MnO4- er mørkt og ugjennomsiktig mens Mn2 + er klar. Så endepunktet for titreringen oppstår når løsningen plutselig blir ugjennomsiktig hele.

Eksperiment # 2

Titrering kan også brukes for å bestemme andelen av jern i en jernmalm. Totalreaksjonen er MnO4? + 8 H + + 5 Fe2 +? Mn2 + + 5 Fe3 + + 4 H2O. Igjen, vi bruker det faktum at kaliumpermanganat er ugjennomsiktig og Mn2 + ion er klart. Hvis det er noen Fe3 + i prøven, kan den reduseres til Fe2 + med tinn-klorid. Eventuelle overskytende tinnklorid fjernes med kvikksølv klorid.

Eksperimenter # 3

Konsentrasjonen av glukose i en oppløsning kan fastslå med en redoks-reaksjon. Trijodid brukes som et titreringsmiddel. Sluttpunktet for titreringen er gjort synlig når stivelse, tilsatt som en indikator, går over til blått når den reagerer med et overskudd av trijodid som ikke har mer glukose som brukes til å reagere. Glukose-trijodid molare reaksjon forholdet er 1: 1.