Manganometrie
Die Manganometrie ist eine Methode der chemischen quantitativen Analyse, bei der die besonderen Eigenschaften des Kaliumpermanganats eine Redoxtitration ohne weiteren Indikator ermöglichen.
Table of contents |
2 Durchführung einer Titration 3 Konzentrationsberechnung |
Eigenschaften
Das Permanganation MnO4- ist zum einen ein starkes Oxidationsmittel, das selbst Salzsäure zu Chlorgas oxidiert. Die Manganometrie eignet sich so zur Konzentrationsbestimmung einer Vielfalt von Stoffen, sofern sich diese oxidieren lassen.
Zum anderen färbt gelöstes MnO4- (Oxidationsstufe +7) Wasser intensiv dunkelviolett, während eine reduzierte Form, das Mn2+-Ion (Oxidationsstufe +2), farblos ist. Bei der manganometrischen Konzentrationsbestimmung handelt also es sich um eine Redoxtitration mit einer Kaliumpermanganatlösung als Maßlösung.
Der Endpunkt der Titration lässt sich sehr gut erkennen: Sobald der zu untersuchende Stoff vollständig oxidiert ist und das zuletzt zugegebene MnO4- nicht mehr reduziert wird, färbt sich die Lösung dauerhaft deutlich sichtbar violett - selbst kleine Mengen reichen wegen der intensiven Farbe dafür aus.
Durchführung einer Titration
An dieser Stelle soll kurz und vereinfacht die Konzentrationsbestimmung einer vorliegenden Eisen(II)-Lösung besprochen werden.
Die Konzentration einer Permanganatlösung verändert sich unter Lichteinfluss. Daher muss die Titterlösung zeitnah mithilfe einer anderen Lösung bekannter Konzentration neu eingestellt werden (d.h. ihre Konzentration bestimmt werden). Dafür kann man zum Beispiel eine Natriumthiosulfatlösung oder eine Natriumoxalatlösung (Salz der Oxalsäure) nehmen. Die Reaktionsgleichung letzterer soll hier als das erste Beispiel für eine Redoxgleichung mit Kaliumpermanganat dienen. Die Anwesenheit von Schwefelsäure ist nötig, weil das Permanganat in einer nicht ausreichend sauren Umgebung zu Braunstein (Mangandioxid, MnO2) reduziert wird. Salzsäure darf dabei nicht verwendet werden, da das Cl--Ion wie schon erwähnt oxidiert werden würde. Die Reaktionsgleichung lautet:
Mit dieser Kaliumpermanganatlösung bekannter Konzentration kann nun eine Titration des zu untersuchenden Stoffes durchgeführt werden. Die gesuchte Konzentration lässt sich dann wie im nächsten Abschnitt gezeigt auf einfache Weise bestimmen. Ein Beispiel ist die Redoxreaktion mit eine Eisen(II)-Lösung:
Konzentrationsberechnung
Für die Konzentration c, Stoffmenge n und das Volumen V gilt allgemein
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