Перманганат в расчётных схемах

Железо и кальций

Железо в руде. Руду растворяют в соляной кислоте, всё железо восстанавливают до \(\ce{Fe^2+}\) хлоридом олова(II), избыток \(\ce{SnCl2}\) связывают \(\ce{HgCl2}\) и титруют перманганатом. Хлорид-ион мешает (частично окисляется), поэтому добавляют реактив Циммермана — Рейнгарда: \(\ce{MnSO4}\) понижает потенциал пары \(\ce{MnO4-}/\ce{Mn^2+}\) и тормозит окисление хлорида, а фосфорная кислота связывает \(\ce{Fe^3+}\) в бесцветный комплекс — желтизна не мешает увидеть конечную точку.

Кальций через оксалат. Кальций перманганатом не окисляется, но его можно «привязать» к восстановителю: осадить \(\ce{CaC2O4}\), растворить в кислоте и оттитровать оксалат. Так же определяют стронций, барий, цинк — любые ионы, дающие малорастворимые оксалаты (косвенное титрование).

Смеси и «двойные» восстановители

Смесь железа(II) и железа(III). Первое титрование даёт \(\ce{Fe^2+}\); после восстановления всего железа (цинковый редуктор, \(\ce{SnCl2}\)) второе титрование — общее железо. Разность — железо(III).

Частица с двумя восстановителями. В оксалате железа(II) \(\ce{FeC2O4}\) окисляются и железо (\(\ce{Fe^2+ -> Fe^3+}\), 1 e), и оксалат (\(\ce{C2O4^2- -> 2CO2}\), 2 e) — 3 электрона на формульную единицу:

Нитрит, пероксид и проверка результата

Нитрит окисляется перманганатом до нитрата (2 e): \(\ce{2MnO4- + 5NO2- + 6H+ -> 2Mn^2+ + 5NO3- + 3H2O}\). Титруют «наоборот»: раствор нитрита добавляют к подкисленному перманганату, иначе в кислоте азотистая кислота разлагается.

Пероксид водорода — восстановитель по отношению к перманганату (2 e): так контролируют концентрацию аптечной перекиси.

Проверка результата:

• доля вещества не может быть больше 100 %;
• продукт марганца должен соответствовать среде (в кислоте — \(\ce{Mn^2+}\));
• реакция должна идти до конца: оксалат титруют горячим, нитрит — обратным порядком сливания.