Das Liebig-Laboratorium Lehramt AC1 neu

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Redoxindikatoren verwendet, falls nicht – wie beim Permanganat – die Eigenfarbe des einen Reaktionspartners ausreicht. Redoxindikatoren
sind Farbstoffe, die durch Oxidation oder Reduktion meist reversibel ihre Farbe ändern, also selbst Redoxsysteme darstellen. Das
Umschlagsintervall des Indikators muss innerhalb des Bereiches des Potentialsprungs liegen, so wie ein Indikator bei der Neutralisationsanalyse
im Bereich des pH-Sprungs umschlagen muss.
Titerstellung einer Kaliumpermanganat-Maßlösung
Die quantitative Analyse von Reduktionsmitteln gelingt durch permanganometrische Titration. Die Permanganometrie ist eine Methode der
Redoxanalyse, bei der als Titrant Permanganat-Ionen verwendet werden. Diese sind sehr starke Oxidationsmittel, die im Sauren in Gegenwart
von Reduktionsmitteln zu Mangan(II)-Ionen reduziert werden. In neutraler oder schwach alkalischer Lösung erfolgt die Reduktion zum Mangan
(IV)-oxid (Braunstein).
Es wird zunächst der Faktor der im Saal vorhandenen 0,02 M Kaliumpermanganat-Lösung bestimmt. Die Faktorbestimmung erfolgt im Sauren
mit Oxalat gemäß der folgenden Reaktion.
− 2−
2 MnO + 5 C2O + 16 H3O 4 4
+ → 2 Mn 2+ + 10 CO + 24 H O
2 2
Versuch 6.9
Einige Gramm Natriumoxalat werden in einem offenen Wägegläschen ca. eine Stunde bei 200–300 °C im Trockenschrank getrocknet
(Zersetzung erfolgt erst oberhalb von 330 °C). Nach dem Verschließen des Wägegläschens lässt man im Exsikator erkalten. In mehrere
Erlenmeyerkolben werden Mengen zwischen 100–200 mg analysengenau eingewogen, in ca. 70 mL Wasser gelöst und mit 20–30 mL 1 M
Schwefelsäure angesäuert. Man lässt die Lösung aufkochen und titriert solange mit der einzustellenden Permangantlösung, bis der erste
Tropfen mindestens 30 Sekunden lang nicht mehr entfärbt wird. Eventuell können zu Beginn einige Tropfen MnSO 4 -Lösung zugefügt
werden.
Anmerkung: Verwenden Sie gemeinsam mit ihrem Labornachbarn eine Flasche mit KMnO 4 -Maßlösung. Bestimmen Sie beide den Faktor und
notieren Sie diesen auf der Flasche. Benutzen Sie für sämtliche ihrer Titrationen die Maßlösung dieser Flasche, sodass Sie den Faktor nicht
ständig neu bestimmen müssen.
Beachten Sie beim Arbeiten mit Kaliumpermanganat-Lösungen, dass deren Zersetzung durch katalytisch wirksame Staubkörnchen oder
Glasoberflächen beschleunigt wird. Da Licht solche Reaktionen weiter beschleunigt, werden Kaliumpermanganat-Lösungen in dunklen
Glasflaschen aufbewahrt. Da die unerwünschten Reaktionen dadurch aber nur verlangsamt werden, muss von Zeit zu Zeit der Titer der Lösung
neu bestimmt werden.
Frage 6.16
Wie eine wässrige H 2 O 2 -Lösung, so ist auch eine wässrige Kaliumpermanganat-Lösung thermodynamisch instabil. An Hand der Potentiale
müsste welche Zerfallsreaktion eigentlich ablaufen? Verwenden Sie die im Anhang angegebenen Redox-Potentiale, um die Zerfallsreaktion zu
erkennen. Formulieren Sie die Zerfallsgleichung. Die beiden wässrigen Lösungen werden in der Literatur als metastabil bezeichnet. Was ist
damit gemeint?
Frage 6.17
Warum müssen bei der Titerstellung, die in der Hitze erfolgt, örtliche Permanganat-Überschüsse vermieden werden?
Bestimmung von Perborat
Waschmittel für weiße Textilien enthalten als Bleichmittel Perborat und/oder Percarbonat. „Perborat“ wird oft sehr unglücklich als
Natriumperborat-Monohydrat, NaBO 3 ·H 2 O, oder Natriumperborat-Tetrahydrat, NaBO 3 ·4H 2 O, formuliert. Das „Monohydrat“ enthält jedoch kein
Kristallwasser; es handelt sich vielmehr um Natrium-tetrahydroxido-bis(µ-peroxido)-diborat, dessen Anion cyclisch aufgebaut ist:
Das „Tetrahydrat“ ist tatsächlich das Hexahydrat dieses cyclischen Diborats, nämlich Na 2 [B 2 (OH) 4 (µ-O 2 ) 2 ]·6H 2 O.
Frage 6.18
Zeigen Sie, wie man von den realistischen Formeln zu den weniger hilfreichen Formulierungen „NaBO 3 ·H 2 O“ und „NaBO 3 ·4H 2 O“ kommt.
„Percarbonat“ ist ähnlich wie Wasserstoffperoxid–Harnstoff (1/1) eine Additionsverbindung, hier aus Natriumcarbonat und Wasserstoffperoxid.
Beide Stoffe, Perborat und Percarbonat, setzen im alkalischen Milieu einer Waschflotte Wasserstoffperoxid frei. Der Gehalt einer Lösung an
Peroxid kann durch permanganometrische Titration bestimmt werden. Als Übungsanalyse wird der Gehalt einer Lösung an Perborat bestimmt.