Versuch 3 Redoxtitration am Beispiel der Permanganometrie

Hochschule
Bonn-Rhein-Sieg
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Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften
Praktikum Analytische Chemie
Versuch 3 Permanganometrie
Versuch 3
Redoxtitration am Beispiel der Permanganometrie
Grundlagen:
Oxidierbare anorganische und organische Substanzen lassen sich permanganometrisch
titrieren. Das dazu verwendete Kaliumpermanganat ist ein starkes Oxidationsmittel, der
Verlauf der Oxidationsreaktion ist pH-abhängig. In der Praxis wird ausschließlich im stark
saurem Medium titriert.
Titration im stark sauren Medium:
MnO4 - + 8 H3O + + 5 e - Mn 2+ + 12 H2O
Titration im schwach sauren, neutralen bzw. alkalischen Medium:
MnO4 - + 4 H3O + + 3 e - MnO2(s) + 6 H2O
Bei der Titration im stark sauren Medium geht die Oxidationszahl des Manganions von +7
auf +2 zurück. Da ein Teilchen Permanganat 5 Elektronen aufnimmt und damit 5 andere
Teilchen um jeweils eine Oxidationszahl erhöhen kann, spricht man auch von - nur
gedanklich, nicht wirklich existierenden- Teil-Teilchen, den sogenannten Äquivalentteilchen
oder – einfach genannt - Äquivalente. Zur Kennzeichnung des Äquivalents setzt man den
Bruch 1/z vor die Teilchenformel; die Äquivalentzahl z ergibt sich aus der jeweiligen
Reaktionsgleichung, und beträgt im Falle des KMnO4 fünf.
Oftmals werden bei Redoxtitrationen als Indikatoren Reagenzien eingesetzt, die ebenfalls
Redoxprozesse eingehen, wobei die reduzierte Form und die oxidierte Form des Indikators
unterschiedliche Farben aufweisen. Ihr Reduktionspotential sollte etwas höher sein als das
des zu bestimmenden Bestandteils, so dass der Farbumschlag praktisch beim Endpunkt der
Titration erfolgt.
Bei der Permanganometrie kann man auf einen Indikator verzichten, da das MnO4 - -Ion
genügend Eigenfarbe besitzt und der Umschlag von MnO4 - zu Mn 2+ , also von rotviolett nach
praktisch farblos, gut erkennbar ist.
Chrombestimmung in Legierungen
Reaktionsprinzip:
In Gegenwart von Silbernitrat werden Chrom(III)-Ionen in schwefelsaurer Lösung durch
Ammoniumperoxodisulfat zu Cr2O7 2- oxidiert. Durch Zugabe von überschüssiger
Eisen(II)sulfat-Lösung wird das gebildete Cr2O7 2- zu Cr 3+ reduziert und der Überschuss an
FeSO4 durch KMnO4-Lösung ermittelt. Vor der Reduktion des Cr(VI) wird das überschüssige
Ammoniumperoxodisulfat durch Verkochen und das bei Anwesenheit von Mangan
(Legierungsbestandteil) gebildete MnO4 - durch Natriumchlorid zerstört.
Die Eisen (II)-Bestimmung in schwefelsaurer Lösung verläuft unproblematisch. Durch Zusatz
von Phosphorsäure lässt sich das sich bildende Fe 3+ in den stabilen farblosen
Diphosphatokomplex [Fe(PO4)2] 3- überführen, so dass der Farbumschlag noch besser zu
erkennen ist; ohne Phosphorsäurezusatz erkennt man den Endpunkt an einer schwachen
Orangefärbung (Mischfarbe aus leicht rosa und gelb).
Aufgabe: Aufstellen der Reaktionsgleichungen (siehe Messprotokoll!)

Versuchsdurchführung:
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Die Einwaage der Legierung erfolgt nach Angabe bei der Analysenausgabe. In einem
schmalen 600 mL Becherglas wird die Legierung in 60 mL Mischsäure (3 M Schwefelsäure +
6 M Phosphorsäure im Verhältnis 1:1) unter Erwärmen oxidierend gelöst, anschließend auf
30-40°C gekühlt und mit 200 mL Wasser verdünnt. Nach Zugabe von 2 mL Silbernitratlösung
(2,5 %ig) und 20 mL 15 %ige Ammoniumperoxodisulfatlösung, welche frisch angesetzt
werden müssen, wird mindestens 10 min. gekocht bis die Lösung gelborange bzw. violett
wird; dann mit 5 mL 5%iger NaCl-Lösung versetzt und erneut 10 min. gekocht. Nach dem
Abkühlen auf Zimmertemperatur (20-25°C) wird nochmals 10 mL Mischsäure zugegeben, mit
20 mL (Vollpipette!!!) 0.1 molarer FeSO4-Lösung versetzt und gegen 0.02 molare
Permanganatlösung zurücktitriert.
Aufgabe: Berechnen Sie den Gehalt an Chrom in der Probe!
Angabe in g und als Prozent Einwaage
Versuchsvorbereitungen:
Vor der eigentlichen Versuchsdurchführung ist der Titer der Kaliumpermanganatlösung zu
bestimmen, da die Konzentration des Permanganats durch Staubteilchen z.B. im Wasser
oder in Behältern in den ersten Tagen nach der Herstellung meist wesentlich abnimmt.
Die Bestimmung beruht darauf, dass Oxalsäuredihydrat in schwefelsaurer Lösung mit
Kaliumpermanganat nach der Redoxgleichung:
5 C2H2O4 *2H2O + 2 MnO4 - + 6 H + 10 CO2 + 18 H2O + 2 Mn 2+ reagiert.
Die Reaktion verläuft am Anfang sehr langsam. Ein Zusatz von Mn 2+ beschleunigt die
Reaktion katalytisch.
Durchführung: 120 bis 150 mg Oxalsäuredihydrat p.a. werden mittels Analysenwaage auf 4
Nachkommastellen genau in einem 300 mL Erlenmeyerkolben eingewogen, in 80 mL dest.
Wasser gelöst und mit 10 mL Schwefelsäure (98%) versetzt. Nach der Zugabe von 3-6
Tropfen Mangansulfat-Lösung (3 %ig) wird mit der Kaliumpermanganat-Lösung (c(1/5
KMnO4 ) = 0.1 mol/L ≡ c(KMnO4) = 0.02 mol/L) bis zur bleibenden leichten Rosa-Färbung
titriert
Es ist mindestens eine Doppelbestimmung durchzuführen!!
Empfohlene/verwendete Literatur
• U. R. Kunze, G. Schwedt, Grundlagen der qualitativen und quantitativen Analyse,
Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2002, ISBN 3-527-30858-X
• Jander, Blasius, Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie,
Hirzel Verlag, Stuttgart, 15. Auflage, 2002, ISBN 3-7776-1146-8
• Jander, Blasius, Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum, Hirzel Verlag,
Stuttgart, 13. Auflage, 1990, ISBN 3-7776-0477-1

eingesetzte Edukte
und erhaltene Produkte
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BETRIEBSANWEISUNG
nach § 14 GefStoffV
für chemische Laboratorien der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
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Gefahren-Symbol
bzw.
Bezeichnung
Silbernitrat Entzündlich
Ätzend
Umweltgefährdend
Nummern der
H- + P-Sätze
H 272, 314, 410
Schwefelsäure Ätzend H 314, 290
Phosphorsäure Ätzend H 314, 290
Ammoniumperoxodisulfat Brandfördernd
Gesundheitsschädlich
Eisen(II)sulfat Gesundheitsgefährdend
Kaliumpermanganat Brandfördernd
Gesundheitsgefährdend
Umweltgefährdend
Oxalsäuredihydrat Gesundheitsgefährdend
H272 Kann Brand verstärken;
Oxidationsmittel.
P 273, 280,
301+330+331,
305+351+338, 309+310
P 280, 301+330+331,
309, 310, 305+351+338
P 280, 301+330+331,
309, 310, 305+351+338
H 272, 302, 315, 319,
335, 334, 317
P 280, 305+351+338,
302+352, 304+341,
342+311
H 302, 315, 319
P 302+352, 305+351+338
H 272, 302, 410
P 210, 273
H 302+312
P 302+352
Wortlaut der oben genannten H- und P-Sätze:
Cancerogen
Mutagen
Teratogen
H314 Verursacht schwere Verätzungen der
Haut und schwere Augenschäden.

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H410 Sehr giftig für Wasserorganismen mit
langfristiger Wirkung.
H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv
sein.
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H314 Verursacht schwere Verätzungen der
Haut und schwere Augenschäden.
H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
H315 Verursacht Hautreizungen. H319 Verursacht schwere Augenreizung.
H335 Kann die Atemwege reizen. H334 Kann bei Einatmen Allergie,
asthmaartige Symptome oder
Atembeschwerden verursachen.
H317 Kann allergische Hautreaktionen
verursachen.
H302+312 Gesundheitsschädlich bei
Verschlucken oder Hautkontakt.
P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe / Schutzkleidung /
Augenschutz / Gesichtsschutz tragen.
P301 + P330 + P331 Bei Verschlucken: Mund
ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen.
P309 + P310 Bei Exposition oder Unwohlsein:
Giftinformationszentrum oder Arzt anrufen.
P304 + P341 Bei Einatmen: Bei
Atembeschwerden an die frische Luft bringen
und in einer Position ruhigstellen, die das
Atmen erleichtert.
P210 Von Hitze / Funken / offener Flamme /
heißen Oberflächen fernhalten. Nicht
rauchen.
eingesetzte Edukte
und erhaltene Produkte
P305 + P351 + P338 Bei Kontakt mit den
Augen: Einige Minuten lang behutsam mit
Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen
nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
P302 + 352 Bei Kontakt mit der Haut: Mit
viel Wasser und Seife waschen.
P342 + P311 Bei Symptomen der Atemwege:
Giftinformationszentrum oder Arzt anrufen.
Entsorgung (Behälterbezeichung/Ausguss etc.):
Silbernitrat Kanister für schwermetallhaltige Lösungen
Schwefelsäure Verdünnt in den Abfluss.
Phosphorsäure Verdünnt in den Abfluss.
Ammoniumperoxodisulfat Kanister für schwermetallhaltige Lösungen, pH 6-8 ist
einzustellen!
Eisen(II)sulfat Kanister für schwermetallhaltige Lösungen
Kaliumpermanganat Kanister für schwermetallhaltige Lösungen

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Oxalsäuredihydrat In Sammelbehälter für Salzlösungen geben, ein pH-Wert von 6-8 ist
einzustellen
Titrierte Legierungsprobe Kanister für schwermetallhaltige Lösungen
Name:
Hiermit verpflichte ich mich, den Versuch
gemäß den in dieser Betriebsanweisung
aufgeführten Sicherheitsvorschriften
durchzuführen.
Unterschrift des (der) Studenten(in)
Vorname: Matr. Nr.: Datum:
Chemikalien für den Umgang freigegeben.
Unterschrift des (der) Assistenten(in)

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(Mess-)Protokoll zu Versuch 3 Permanganometrie:
Name:
Gruppennr.:
Versuchsteil a: Titerbestimmung
Studiengang:
Abgabedatum:
Einwaage Oxalsäuredihydrat: 1.) ________________ 2.) _____________
Verbrauch Kaliumpermanganatlösung: 1.) ________________ 2.) _____________
Berechnung des Titers:
1.Ansage:
t= ______________
Korrektur:
Einwaage Oxalsäuredihydrat: __________________
Testat erteilt:
Testat nicht erteilt:
Verbrauch Kaliumpermanganatlösung: 1.) _______________ 2.) _____________
Berechnung des Titers:
2.Ansage:
t= ______________
Testat erteilt:
Testat nicht erteilt:

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(Mess-)Protokoll zu Versuch 3 Permanganometrie:
Name:
Gruppennr.:
Studiengang:
Abgabedatum:
Versuchsteil b: Bestimmung des Chromgehalts in einer Legierung
Welche einzelnen Reaktionen laufen bei der Chrombestimmung ab?
a.) Chrom(III)-Ionen mit Ammoniumperoxodisulfat in schwefelsaurer Lösung in Gegenwart
von Silbernitrat als Katalysator:
b.) Dichromationen mit Eisen(II)-Ionen in saurer Lösung:
c.) Eisen(II)-Ionen mit Permanganat-Ionen in saurer Lösung:
d.) Verkochen des Ammoniumperoxodisulfats:
e.) Zerstörung des gebildeten Permanganats mit Natriumchlorid:
f.) Umsetzen von Fe (III)-Ionen mit Phosphorsäure:
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Einwaage der Legierung: _________________
Verbrauch KMnO4-Lösung: _________________
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Versuch 3 Permanganometrie
Berechnung des Chromgehalts in g und als Prozentangabe der Einwaage:
Ansage:
___________________
Testat erteilt:
Testat nicht erteilt: