Redoksymetria - Jak chemia robi show z elektronami!
Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, co dzieje się, gdy dodajesz titrant z biurety do substancji w kolbie stożkowej? Tak, to ta magiczna chwila, kiedy elektrony zaczynają robić swoje show, a my nazywamy to reakcją redoks! I tak, jeśli coś się dzieje w chemii, to ZAPISUJEMY REAKCJĘ, bo bez tego ani rusz! W reakcja redoks dodatkowo żeby prawidłowo uzupełnić współczynniki w reakcji trzeba np. zrobić bilans atomowo-elektronowy. Zostań z nami, a wyjaśnimy Ci wszystko w sposób chemicznie wesoły!
Redoksymetria – Trzy Królowe Chemii: Manganometria, Jodometria i Chromianometria
W redoksymetrii mamy trzy główne metody, które rządzą światem chemicznych oznaczeń. Każda z nich ma swojego ulubionego titranta (czyli „chemicznego szefa”). Poznajmy te królowe chemicznego balu!
Manganometria - Nadmanganian w natarciu!
Pierwsza z nich to manganometria, w której rządzi nadmanganian VII potasu (tak, ten, który tak mocno farbuje wszystko na fioletowo, że czasem boisz się, że to nie zejdzie z rąk!). Nadmanganian to prawdziwy Hulk chemii – jest super silnym utleniaczem, szczególnie w środowisku kwaśnym. Poniżej kilka ciekawych przykładów, jak działa w różnych środowiskach:
Poniżej umieściłem przykłady w środowisku kwaśnym, zasadowym i obojętnym.
- Nadmanganian w środowisku kwaśnym w obecności reduktora
2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4 ---> 2MNSO4+ 5Na2SO4+K2SO4+3H2O
- Środowisko zasadowe i nadmanganian potasu wraz z reduktorem
2KMnO4+Na2SO3+2KOH --> 2K2MnO4+Na2SO4+H2O
- Nadmanganian w środowisku obojętnym
2KMnO4+3 Na2SO3+H2O---> 2Mno2+3Na2SO4+2KOH
Dzięki nadmanganianowi nie potrzebujemy dodatkowych wskaźników tj. fenoloftaleina czy oranż metylowy. Jego kolor zmienia się podczas reakcji jak latarnia dyskotekowa!
Jodometria - Witajcie w krainie jodu!
Jodometria to prawdziwy show dla fanów kolorowych reakcji! Tutaj miareczkujemy wolny jod za pomocą tiosiarczanu sodu, a na scenie pojawia się skrobia jako wskaźnik. Jeśli kiedykolwiek miałeś do czynienia z jodometrią, to na pewno pamiętasz to intensywne granatowe zabarwienie. W miarę miareczkowania tiosiarczanem sodu jod cząsteczkowy przechodzi w postaci jonu do roztworu. Skrobia w obecności jodu wygląda jak prawdziwa diva chemii, ale tiosiarczan stopniowo rozjaśnia całą scenę. W miarę miareczkowania tiosiarczanem sodu jod cząsteczkowy przechodzi w postaci jonu do roztworu. Reakcja, która rządzi jodometrią, to
I2 + 2 S2O32− → S4O62− + 2 I−
Skrobia jest jak chemiczny policjant - monitoruje, kiedy kończy się jod. Gdy kolor znika, wiesz, że wszystko jest pod kontrolą!
Chromianometria - Elegancja w zieleni
Na końcu mamy chromianometrię, w której główną rolę gra dichromian VI potasu K2Cr2O7. To prawdziwa elegancja w chemii – jego reakcje w środowisku kwaśnym zamieniają roztwory na zielono a chrom przechodzi na +III stopień utlenienia (chrom III to prawdziwa dżentelmeńska zieleń).
Co ważne, dichromian jest słabszym utleniaczem niż nadmanganian, ale czasem właśnie takiego „mild hero” potrzebujemy. Tam gdzie utleniacz może być słabszy świetnie sprawdza się dichromian. Duża zaleta? Dużą zaletą dichromianu nad nadmanganianem jest to, że roztwór mianowany można otrzymać odważając dokładną ilość dichromianu na wadze analitycznej i przeprowadzić w sposób ilościowy do kolby jednomiarowej. Z nadmanganianem nie jest tak łatwo. Nastawianie miana tej substancji jest bardzo czasochłonne. Oznaczenie prowadzi się w środowisku kwaśnym, gdyż potencjał utleniający każdego utleniacza tlenowego jest większy w takich warunkach.
Poniżej przedstawiam reakcję dichromianu w środowisku kwaśnym w obecności reduktora
K2Cr2O7+3Na2SO3+4H2SO4 ---> 3Na2SO4+K2SO4+Cr2(SO4)3+4H2O
Podsumowanie – Chemia też może być zabawna!
Czy chemia musi być nudna? Absolutnie nie! Manganometria, jodometria i chromianometria to nie tylko skomplikowane nazwy, ale przede wszystkim niesamowite reakcje, które można zrozumieć i zapamiętać. A jeśli chcesz więcej przykładów i zadań z rozwiązaniami, zajrzyj do mojego kursu online!
Podstawy Chemii Analitycznej - Kurs Online
Zad. 1. W pewnej ilości wody rozpuściłeś uwodniony kwas szczawiowy w ilości 0,195g (H2C2O4 · 2 H2O). Przyjmij, że na zmiareczkowanie zużyłeś 31,24cm3 nadmanganianu. Oblicz stężenie molowe nadmanganianu potasu.
Odp. Stężenie molowe nadmanganianiu potasu jakie było wykorzystane w oznaczeniu jest równe 0,0197mol/dm3. W tym zadaniu trzeba było uważać na to, że w zadaniu była podana masa uwodnionego kwasu szczawiowego, a przecież w obliczeniach nie bierze udział hydrat. Dlatego tę masę doprowadzamy na czysty kwas szczawiowy.
Zad. 2. 0,9120 g rudy żelaza wprowadziłeś do roztworu używając do tego kwas siarkowy VI. Żelazo w roztworze było na +2 stopniu utlenienia. Następnie tak przygotowany roztwór miareczkowałeś za pomocą nadmanganianu potasu. Jego stężenie jest równe 0,0200M, a objętość jaką zużyłeś podczas analizy to 56,24cm3 . Oblicz ile procent czystego żelaza było w rudzie ?
Odp. Procentowa zawartość żelaza w rudzie, jaką otrzymałeś do analizy, jest równa 34,44%.