Titolazioni/Perossido di idrogeno con permanganato

Template:Titolazioni La concentrazione del perossido di idrogeno (o acqua ossigenata) in soluzione si può ricavare mediante titolazione con permanganato in ambiente acido, in accordo con la seguente reazione:

$2\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}+6\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}+5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}2\mathrm{M}\mathrm{n}{\phantom{A}}^{++}+5\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+14\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

La soluzione di permanganato (di colore violetto) reagisce con il perossido di idrogeno riducendosi a Mn(II) (incolore); al punto equivalente l'acqua ossigenata è tutta consumata, e il permanganato aggiunto va a colorare di rosa pallido la soluzione.

Materiale

Materiale restante

Vetreria

• 1 beuta
• 2 pipette tarate da 10 mL
• 1 palla di Peleo
• 1 pipetta di Pasteur
• 1 buretta tarata da 50 mL
• 1 becher
• 1 imbuto
• 1 matraccio tarato da 100 mL
• 2 bicchierini di plastica
• 1 spruzzetta contenente acqua deionizzata
• $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$0,02 M (acido solforico)
• $\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ diluito (permanganato di potassio)
• Soluzione al 3% m/v di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ (perossido di idrogeno)
• Acqua deionizzata

Procedimento

Passo 1: Normalizzazione e riempimento di una pipetta da 10 ml di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$.

Pipetta già normalizzata e pronta all'utilizzo

Passo 2: Riempimento di un matraccio con 10 ml di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ prelevati con una pipetta equipaggiata con una palla di Peleo.

Matraccio riempito con l'acqua ossigenata

Passo 3: Portare a volume con acqua deionizzata il matraccio già contenente i 10 ml di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ poi successivamente mescolare agitando la soluzione.

Matraccio portato a volume

Passo 4: Normalizzazione e riempimento della seconda pipetta di 10 ml con il contenuto del matraccio e trasferimento in una beuta.

Riempimento della seconda pipetta

Passo 5: Una volta prelevato il campione di 10 ml gli vengono aggiunti 20 ml di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$.

Aggiunta del $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

Passo 6: Normalizzazione e riempimento di una buretta tarata con $\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$.

Riempimento della buretta

Passo 7: Aggiungere il $\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ al contenuto della beuta (passo 6) tramite la buretta dotata di rubinetto finché non si raggiunge la variazione cromatica della soluzione contenuta nella beuta.

Aggiunta del $\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

Risultato: La soluzione diventa di colore rosa molto chiaro e confronto con i dati riportati dalla buretta per verificare dopo quanti ml di $\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ la soluzione presenta il cambiamento cromatico.

Risultato corretto

Calcoli

Per il calcolo della concentrazione percentuale di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$, considerare che 1 mL di $\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ 0,02 M equivale a 1,701 mg di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$; a partire da questa relazione, conoscendo il volume consumato di $\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ si può calcolare la percentuale m/v di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$.

Per il calcolo dei volumi di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ (numero di litri di ossigeno che possono essere sviluppati in condizioni normali da un litro di soluzione acquosa di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$), considerare che da 2 moli (ovvero 68,03 g) di $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ si sviluppa 1 mole di $\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$, che corrisponde a un volume di 22,414 L.

$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Quindi, una soluzione al 3,6 % (m/v) corrisponde a circa 12 volumi.

Riferimenti

• Ministero della Sanità, Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana, X ed., Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato, Roma 1998, pag. 1299.