Manganometrische titratie van K2Cr2O7 - molariteit (M)

We werken een voorbeeld uit van de berekeningen die nodig zijn voor de manganometrische

titratie van Cr2O2−7 in mol en molariteit (M).

Standaardisatie van KMnO4 met (COOH)2

Er wordt een ±0, 01 M KMnO4-oplossing bereid (zie labovoorbereiding).

MMKMnO4 = 158, 0 g/mol

De KMnO4-oplossing wordt gestandaardiseerd met oxaalzuur-dihydraat ((COOH)2 · 2H2O)

volgens de tweede methode.

MM(COOH)2 · 2H2O = 126, 07 g/mol

Op de analytische balans moet steeds ±63, 0 mg (COOH)2 · 2H2O worden afgewogen (zie

labovoorbereiding). De titratiereactie is

5(COOH)2 + 2MnO−4 + 6H+ −−→ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O

Op het equivalentiepunt moet de stoichiometrische verhouding van de reactievergelijking in

rekening gebracht worden als men wil werken in mol.

nMnO−4

n(COOH)2

=2

5⇒ nMnO−

4=

2

5× n(COOH)2

(COOH)2 · 2H2O 1. (ml) 2. (ml) 3. (ml) 4. (ml)

E.V. MnO−4 24,31 21,63 20,76 20,61

B.V. MnO−4 5,06 1,69 0,73 0,63

T.V. MnO−4 19,25 19,94 20,03 19,98

mg(COOH)2 · 2H2O mmol(COOH)2 · 2H2O mmolMnO−4

mlMnO−4

MMnO−4

1 62,8 0,498 0,199 19,25 0,0104

2 62,7 0,497 0,199 19,94 0,00998

3 62,8 0,498 0,199 20,03 0,00995

4 63,1 0,501 0,200 19,98 0,0100

We merken op dat de eerste titratie niet binnen de foutenmarge valt. Bijgevolg werd er een

vierde titratie uitgevoerd.

Foutenmarge =Mgrootst −Mkleinst

Mkleinst× 100%

=0, 0100N− 0,00995M

0,00995M× 100%

= 0,50% < 1%

We nemen het gemiddelde van de drie molariteiten van de laatste drie titraties om de con-

centratie van de bereide MnO−4 -oplossing te kennen.

Mgem =0,00998M+ 0,00995M+ 0,0100M

3= 0,00998M

Analytische chemie: lab T. Mortier 1

Standaardisatie van Fe2+ met MnO−4

Er wordt een ±0, 05 M FeSO4-oplossing bereid (zie labovoorbereiding) die wordt gestandaar-

diseerd met de gestandaardiseerde KMnO4-oplossing volgens de titratiereactie

5Fe2+ + MnO−4 + 8H+ −−→ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Fe2+ 10,00ml 20,00ml 20,00ml 20,00ml

E.V. MnO−4 10,82 23,00 21,48 20,58

B.V. MnO−4 1,07 3,41 1,87 1,06

T.V. MnO−4 9,75 19,59 19,61 19,52

Foutenmarge =Vgrootst −Vkleinst

Vkleinst× 100%

=19, 61ml− 19, 52ml

19, 52ml× 100%

= 0, 46% < 1%

Vgem =19, 59ml + 19, 61ml + 19, 52ml

3= 19, 57ml

Om de concentratie van de FeSO4-oplossing te berekenen, moeten we uitgaan van de stoichio-

metrische verhouding in de reactievergelijking.

nFe2+

nMnO−4

=MFe2+ ×VFe2+

MMnO−4×VMnO−

4

=5

1

MFe2+ =5

1×

MMnO−4×VMnO−

4

VFe2+

=5

1× 0,00998M× 19,57ml

20,00ml= 0,0488M

Titratie van K2Cr2O7 met Fe2+ en KMnO4

Er wordt een overmaat Fe2+ toegevoegd aan de onbekende K2Cr2O7-oplossing.

Cr2O2−7 + 6Fe2+ + 14H+ −−→ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

nFe2+

nCr2O2−7

=6

1⇒ nFe2+ =

6

1× n

Cr2O2−7

De overmaat Fe2+ wordt teruggetitreerd met de gestandaardiseerde KMnO4-oplossing.

5Fe2+ + MnO−4 + 8H+ −−→ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

nFe2+

nMnO−4

=5

1⇒ nFe2+ =

5

1× n

MnO−4

2 T. Mortier Analytische chemie: lab

K2Cr2O7 10,00ml 20,00ml 20,00ml 20,00ml

FeSO4 20,00ml 30,00ml 30,00ml 30,00ml

E.V. MnO−4 11,39 10,79 11,60 9,61

B.V. MnO−4 2,02 1,39 2,22 0,24

T.V. MnO−4 9,37 9,40 9,38 9,37

Foutenmarge =Vgrootst −Vkleinst

Vkleinst× 100%

=9, 40ml− 9, 37ml

9, 37ml× 100%

= 0, 32% < 1%

Vgem =9, 40ml + 9, 38ml + 9, 37ml

3= 9, 38ml

Als men wil werken in mol, moet men goed de stoichiometrische verhouding van de reactie-

vergelijkingen bestuderen. Het aantal mol Fe2+ is gelijk aan de som van zes keer het aantal

mol Cr2O2−7 en vijf keer het aantal mol MnO−

4 .

nFe2+ = 6× nCr2O2−7

+ 5× nMnO−4

6× nCr2O2−7

= nFe2+ − 5× nMnO−4

We houden dus rekening met de stoichiometrische verhoudingen van de twee reactievergelij-

kingen om de concentratie van de onbekende K2Cr2O7-oplossing te berekenen.

6×MCr2O2−7×VCr2O

2−7

= MFe2+ ×VFe2+ − 5×MMnO−4×VMnO−

4

MCr2O2−7

=MFe2+ ×VFe2+ − 5×MMnO−

4×VMnO−

4

6×VCr2O2−7

=0, 0488M× 30, 00ml− 5× 0, 00998N× 9, 38ml

6× 20, 00ml= 0, 00830M

We berekenen tot slot het aantal mg K2Cr2O7 per 100 ml oplossing met MMK2Cr2O7 =

294, 2 g/mol.

0,00830mol/l× 294,2 g/mol = 2,44 g/l

= 2,44mg/ml

= 244mg K2Cr2O7/100ml Oplossing

Analytische chemie: lab T. Mortier 3