MINT lernen

Die Redoxtitration

Violett rein, farblos raus — bis ein einziger Tropfen zu viel die Lösung rosa färbt.

1

Titrieren mit Permanganat

Wie bei der Säure-Base-Titration misst man das Volumen einer Maßlösung — nur läuft jetzt eine Redoxreaktion ab.

  • Redoxtitration:Maßanalyse mit einer Redoxreaktion; aus dem Verbrauch der Maßlösung folgt die Stoffmenge in der Probe.
  • Permanganometrie:Maßlösung ist Kaliumpermanganat-Lösung, \(\ce{KMnO4}\), ein starkes Oxidationsmittel.
  • Ansäuern:Die Probe wird mit verdünnter Schwefelsäure versetzt — sie liefert die \(\ce{H3O+}\)-Ionen.
  • Reduktion:\(\ce{MnO4- + 8 H3O+ + 5 e- ->}\) \(\ce{Mn^2+ + 12 H2O}\) — violett wird farblos.
  • Eisen(II):\(\ce{MnO4- + 5 Fe^2+ + 8 H3O+ ->}\) \(\ce{Mn^2+ + 5 Fe^3+ + 12 H2O}\)
  • Selbstindikation:Kein Indikator nötig: Der erste Tropfen im Überschuss färbt die Probe bleibend schwach rosa.

Herleitung:

\(n(\ce{Fe^2+}) = 5\cdot n(\ce{MnO4-})\)
Gleichung
Stoffmengenverhältnis aus der Redoxgleichung: 1 Permanganat-Ion oxidiert 5 Eisen(II)-Ionen.
\(c(\ce{Fe^2+})\cdot V(\text{Probe}) = 5\cdot c(\ce{MnO4-})\cdot V(\ce{MnO4-})\)
\(n = c\cdot V\)
Beide Stoffmengen über Konzentration und Volumen ausdrücken.
\(c(\ce{Fe^2+}) = \dfrac{5\cdot c(\ce{MnO4-})\cdot V(\ce{MnO4-})}{V(\text{Probe})}\)
Ergebnis
\(|\;:\,V(\text{Probe})\)
Merke

Permanganometrie (Eisen): \(c(\ce{Fe^2+}) = \dfrac{5\cdot c(\ce{MnO4-})\cdot V(\ce{MnO4-})}{V(\text{Probe})}\)

2

Ablesen und auswerten

  • Oberer Rand:Permanganat-Lösung ist so dunkel, dass man den tiefsten Punkt des Meniskus nicht sieht — man liest am oberen Rand ab, am Anfang und am Ende.
  • Verbrauch:\(V = V_{\text{Ende}} - V_{\text{Anfang}}\), abgelesen auf \(0{,}05\ \mathrm{mL}\).
  • Endpunkt:Die schwache Rosafärbung bleibt beim Umschwenken etwa eine halbe Minute bestehen.
  • Wasserstoffperoxid:\(\ce{2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H3O+ ->}\) \(\ce{2 Mn^2+ + 5 O2 + 14 H2O}\), also \(n(\ce{H2O2}) = \tfrac{5}{2}\cdot n(\ce{MnO4-})\).
  • Ohne Säure:Es entsteht brauner Braunstein (\(\ce{MnO2}\)) statt farbloser \(\ce{Mn^2+}\)-Ionen — der Endpunkt ist nicht mehr zu erkennen.

Lies zuerst den Anfangsstand ab: Ziehe die orange Ablesemarke (oder ↑/↓ in 0,05-mL-Schritten, Bild↑/Bild↓ springt um 1 mL) an den oberen Rand der violetten Lösung — die Lupe hilft — und drücke „Ablesen“. Titriere dann bis zur bleibenden Rosafärbung und lies den Endstand genauso ab.

Permanganometrie

Halte fest: Bei der Redoxtitration steckt das Stoffmengenverhältnis in der Redoxgleichung — 5 : 1 bei Eisen(II), 5 : 2 bei Wasserstoffperoxid.

3

Allgemeine Hinweise

Nicht 1 : 1 rechnen

Das Verhältnis der Stoffmengen folgt aus der ausgeglichenen Redoxgleichung, also aus den Elektronenzahlen — ein \(\ce{MnO4-}\) nimmt 5 Elektronen auf.

Immer gleich ablesen

Liest du Anfangs- und Endstand beide am oberen Rand ab, hebt sich der Unterschied zum Meniskus-Tiefpunkt in der Differenz auf.

Keine Salzsäure

Zum Ansäuern nur Schwefelsäure: Chlorid-Ionen würden vom Permanganat mitoxidiert — der Verbrauch fiele zu groß aus.

Videos