Grüße chemweazle,
Zu
Berechnen Sie Stoffmenge und Masse C2H2O4 in der Probe.
C2H2O4 wird bei saurem pH - Wert mit KMnO4 zu CO₂ oxidiert. Das Ende der Titration erkennt man durch eine schwache Rotfärbung der Mn²+ enthaltenden Lösung. Bei der Titration einer Probe Oxalsäure werden 4,8 mL Kaliumpermanganat - Lösung (c = 0,2 mol/L) aufgenommen.Geben Sie die Reaktionsgleichung für diese Titration an. Stellen Sie dabei die Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion auf und kennen Sie Oxidations- und Reduktionsmittel. Berechnen Sie Stoffmenge und Masse an Oxalsäure in der Probe.
Stichworte : Permanganometrie, Analyt : Oxalsäure(Ethandisäure)
Guten Tag , ich bin nicht sicher aber bei der Titration sollen wir Base unbekannter Konzentration zu bestimmen ?
Das handelt sich hier nicht um Säure-Base-Titrationen, sondern allgemein um Redox-Titrationen, hier im Beispiel ist es die Permanganometrie.
Die Maßlösung mit bekanntem Gehalt eines Oxidationsmittels, hier im Beispiel Permanganat, dient hier zur Bestimmung eines reduzierenden Analyten, Oxalsäure, unbekannter Konzentration.
Ein anderes Beispiel, eher umgekehrter Fall, bei dem mit Hilfe einer Maßlösung eines Reduktionsmittels bekannter Konzentration wie z.B. Natriumthiosulfat-Lsg. die Konzentration eines oxidierenden Analyten z.B. Iod bestimmt werden kann.
Oxidationsmittel : Kaliumpermanganat, KMnO4, wird im stark sauren Medium, pH = 1, zu hydratisierten Mn(II)-Ionen reduziert
Reduktionsmittel : Oxalsäure, Ethandisäure, H-O-(C=O)—(C=O)-O-H , wird oxidiert zu Kohlendioxid und Wasser als Beiprodukt
Im stark sauren Millieu wird das Permanganat zu Mn(II) reduziert, das Hexa-aqua-Mangan(II)-Ion.
Hexa-aqua-Mangan(II)-Ion, [Mn(H2O)6](2+) entspricht, abgk. Mn(2+)(aq)
Anm.: Die Ox.-Stufen stehen in runden Klammern hinter dem Elementsymbol.
Reduktion des Oxidationsmittels, Mn(+VII)O4(-) zum hydratisierten Mangan(II)-Kation, Mn(2+)(aq)
Mn(+VII)O4(-)(aq) + 5 e(-) + 8 H(+)(aq) → Mn(2+)(aq) + 4 H2O
Die Oxidation, des Reduktionsmittels, der Oxalsäure, Ethandisäure, H2C2O4,
H-O-[C(+III)=O]—[C(+III)=O]-O-H:
H-O-[C(+III)=O]—[C(+III)=O]-O-H → 2 C(+IV)O2(g) ↑ + 2 H(+)(aq) + 2 e(-)
| Mn(+VII)O4(-)(aq) + 5 e(-) + 8 H(+)(aq) | → | Mn(2+)(aq) + 4 H2O | mal 2 |
| H-O-[C(+III)=O]—[C(+III)=O]-O-H | → | 2 C(+IV)O2(g) ↑ + 2 H(+)(aq) + 2 e(-) | mal 5 |
| 2 Mn(+VII)O4(-) + 5 H2C2O4 + 10 e(-) + 16 H(+) | → | 2 Mn(2+) + 10 C(+IV)O2(g) + 8 H2O + 10 H(+) + 10 e(-) |
|
| 2 Mn(+VII)O4(-) + 5 H2C2O4 + 6 H(+) | → | 2 Mn(2+) + 10 C(+IV)O2(g) + 8 H2O | Ges.-Reaktion |
Stöchiometrische Verhältnisse
2 mol Permanganationen reagieren mit 5 mol Oxalsäure zu 10 mol Kohlendioxid und 5 mol Wasser.
5 mol Oxalsäure verbrauchen also 2 mol Permanganationen in saurer Lösung, wobei diese zu 2 mol Mangan(I)-Ionen reduziert werden.
Das Stoffmengenverhältnis von Oxalsäure zu Permanganat entspricht den stöchiometrischen Faktoren in der Gleichung der Gesamtreaktion.
$$\dfrac{n(C_{2}H_{2}O_{4})}{n(MnO_{4}^{(-)})} = \frac{5}{2} = 2,5$$
Daraus folgt: n(C2H2O4) = 2,5 * n(MnO4(-))
Bei der Titration wurden verbraucht:
Volumen an Maßlösung : V(MnO4(-)) = 4,8 ml = 0,0048 l
Konzentration der Maßlösung : c(MnO4(-)) = 0,2 mol / l = 0,2 ( mmol / ml )
Stoffmenge des verbrauchten, umgesetzten, reduzierten Permanganats
n = V * c = V(MnO4(-)) * c(MnO4(-)) = 4,8 ml * ( 0,2 mmol / ml ) = 0,96 mmol = 0,0096 mol
Die Stoffmenge an verbrauchter Oxalsäure beträgt dann die 2,5 fache Stoffmenge des verbrauchten Permanganats.
n(C2H2O4) = 2,5 n(MnO4(-))
n(C2H2O4) = 2,5 * 0,0096 mol = 0,024 mol
Molmasse der Ethandisäure(Oxalsäure)
M(C2H2O4) = (12,011*2+1,0079*2+15,9994*4) g / mol = 90,0354 g / mol
Masse der zu best. Oxalsäure(Ethandisäure)
m = n * M = n(C2H2O4) * M(C2H2O4) = 0,024 mol * 90,0354 ( g / mol ) ≈ 2,161 g
