67462 Obraz8 (31)

miareczkowania 10 cm³ 0,1 M roztworu FeS04 za pomocą roztworu KMn0s o stężeniu 0,02 M (rys. 6.1). Dla ułatwienia obliczeń założono, że stężenie jonów wodorowych w układzie wynosi 1 M oraz tak dobrano stężenia reagujących ze sobą jonów, aby 1 cm³ jednego odczynnika reagował z lcm³ drugiego.

W trakcie oznaczenia zachodzi następująca reakcja:

|ff§ + Mn0₄‘ 18H₃0⁺ —* 5Fe³⁺ + Mn²* + 12H₂0

1500

1300

^ 1100-111

900 700 500 i

0 10 20 V[cm³] KMn0₄

Rys. 6.1. Krzywa miareczkowania 0,1 molowego roztworu FeSO< 0,02 molowym roztworem KMnO<

W pierwszym etapie przed dodaniem roztworu KMnC>4 potencjał układu jest równy potencjałowi normalnemu układu Fe³⁺/Fe²⁺. W trakcie dodawania odczynnika miareczkującego w roztworze miareczkowanym zmniejsza się zawartość jonów żelaza(Il) i zwiększa się zawartość jonów żelaza(III). To znaczy, że potencjał układu zmienia się wraz ze zmianą stosunku stężeń formy utlenionej (Fe³*) do formy zredukowanej (Fe^z+):

[Fe³*]

Stosunek stężeń —^ można obliczyć z liczby moli poszczególnych [Fe ]

form w roztworze lub ze stężeń molowych.

W punkcie równoważnikowym reakcji następuje zrównanie wartości potencjałów układu Fe³⁺/Fe²⁺ oraz Mn0₄'/Mn²⁺. Porównując potencjały obu układów otrzymujemy następującą zależność:

(6.1.2)

E = E,

Fe³⁺/Fe^2ł

0,059,    [Fe³⁺]

^-Fe³⁺/Fe²⁺ MnOJ/Mn^z+

gdzie potencjał redoks układu MnO ~_Ą /Mn²⁺ oblicza się ze wzoru:

E = E°

MnO;/Mn²⁺ 5

_| 0,059 _lo£[MnQ4][H₃Q⁺]⁸

[Mn²⁺]

(6.1.3)

Po podstawieniu równań (6.1.1) i (6.1.3) do zależności (6.1.2) otrzymuje się zatem:

₀    0,059    [Fe³*]

^PR ^Fe^J+/Fe²⁺ i ¹ g[F_e²*]

„o    . 0,059, [Mn04][H₃0*]⁸

= c _____nj +—r-^iog-

(6.1.4)

'MnOJ/Mn²⁺ 5

[Mn²*]

Ponieważ liczba elektronów oddanych przez reduktor musi być równa liczbie elektronów pobranych przez utleniacz, należy odpowiednio dobrać współczynniki. Jak wiadomo z równania reakcji, w trakcie redukcji jonu Mn(V do jonu Mn²* bierze udział 5 elektronów, natomiast w reakcji utleniania jonu Fe²* do jonu Fe³* tylko jeden elektron, można więc zapisać następującą zależność:

173