Pufry a titrace
Přihlásit se
Pufry a titrace (17/17) · 7:58

Redox titrace Doteď jsme probírali titrace založené na reakci kyseliny se zásadou. Nyní si ukážeme takové, při kterých probíhá oxidačně-redukční reakce.

Navazuje na Kyseliny a zásady.
Už jsme viděli, jak udělat acidobazickou titraci. A tak se podíváme na redoxní titraci. Řekněme, že máme roztok obsahující železnaté kationty. Takže neznáme koncentraci železnatých kationtů, ale můžeme ji vypočítat pomocí redoxní titrace. Řekněme, že máme 10 mililitrů roztoku, a že se jedná o kyselý roztok. Takže tady může být třeba kyselina sírová. A v roztoku máme železnaté kationty a protony od naší kyseliny. Do tohoto roztoku s železnatými kationty přidáme manganistan draselný. Takže tady budeme mít nějaký manganistan draselný, KMnO₄. A řekněme, že koncentrace manganistanu draselného je 0,02 molární. To je koncentrace, se kterou začínáme. A manganistan draselný je samozřejmě zdroj manganistanových aniontů, protože to rozložíme na K⁺ a MnO₄⁻. Takže tady dole je zdroj manganistanových aniontů. A začneme přikapávat roztok manganistanu draselného. A pokud tak učiníme, získáme redoxní reakci. Tady je vyčíslená redoxní reakce. A pokud si nejste jistí, jak správně vyčíslovat redoxní reakce, určitě se podívejte na video o vyčíslování redoxních reakcí v kyselinách. Teď se velmi rychle podíváme na některá oxidační čísla, abychom viděli, že jde o redoxní reakci. Pro kyslík, to bude minus dva. My máme čtyři kyslíky, takže -2 krát 4 je -8. Celkový součet se musí rovnat minus jedna. Pro mangan musíme mít nejdřív plus sedm, protože 7 plus -8 nám dává -1. Mangan má oxidační číslo sedm, tedy -istý. Tady v produktech, napíšeme mangan v oxidačním čísle dva. V roztoku jsou manganaté kationty, takže oxidační číslo je plus dva. Mangan jde z oxidačního čísla sedm na dva. To je snížení, čili redukce oxidačního čísla. A proto se v redoxní reakci mangan redukuje. Podívejme se na železnaté kationty. Máme železnaté kationty jako jeden reaktant zde. To znamená, že oxidační číslo je plus dva. V produktech nám vzniknou železité kationty, takže oxdiační číslo je plus tři. Železo šlo z oxidačního čísla dva na oxidační číslo tři. To je zvýšení oxidačního čísla. Železo bylo v naší redoxní reakci oxidováno. Jak přikapáváme náš manganistan draselný, tvoří se nám tady produkty. Tyto ionty jsou v roztoku bezbarvé. Jak manganistan reaguje, fialové barva mizí, a tak bychom měli získat bezbarvý roztok. Řekněme, že jsme přidali opravdu hodně manganistanu. Všechno je bezbarvé. Ale potom jsem přidali ještě kapku a objevila se světle fialová barva. Všechno bylo čiré, ale potom jsem přidali kapku manganistanu a dostali jsme světle fialovou barvu. To indikuje bod ekvivalence titrace. Důvodem, proč se jedná o bod ekvivalence, je to, že naše produkty jsou bezbarvé. Tudíž, pokud dostaneme světle fialovou, musí to znamenat, že něco nezreagovalo, a tedy mírný nadbytek nezreagovaných manganistanových iontů v našem roztoku. To znamená, že jsme nechali kompletně zreagovat všechny železnaté ionty, které bylo přítomné. A tak jsme v tuto chvíli zastavili titraci. Dosáhli jsme bodu ekvivalence. Použili jsme určitý objem našeho roztoku manganistanu draselného. Řekněme, že jsme tady skončili. A pokud bychom začali asi tady, mohli bychom vidět, že jsem spotřebovali určitý objem našeho roztoku. Třeba 20 mililitrů. Použili jsme 20 mililitrů roztoku manganistanu draselného ke kompletní titraci železnatých iontů. Našim cílem bylo nalézt koncentraci železnatých kationtů. Když budeme určovat koncentraci železnatých kationtů, můžeme zjistit, kolik molů manganistanu draselného bylo potřeba ke zreagování se všemi železnatými ionty. Mohli bychom zjistit počet molů z molarity a objemu. Uděláme si tady prostor. Víme, že molarita je rovna molům na litr. Molarita manganistanu je 0,02. Máme 0,02 molární manganistan. koncentraci manganistanových iontů. Moly jsou to, co zjišťujeme. Pro titraci jsme využili 20 mililitrů, takže posuneme desetinnou čárku o jedno, dvě, tři, a tak dostaneme 0,02 litrů. Tím získáme látkové množství v molech. 0,02 krát 0,02 se rovná 0,0004. Takže máme 0,0004. A to je, kolik molů manganistanu jsme potřebovali k celkovému zreagování všech železnatých kationtů, které byly původně v roztoku. Pro zreagování všech železnatých iontů bylo potřeba 0,0004 molu manganistanu. Dobře. Jako další musíme zjistit, kolik molů železnatých iontů bylo původně v roztoku. K takovému výpočtu využijeme vyčíslenou redoxní rovnici. Koukneme se na koeficienty, protože ty vypovídají o poměru látek. Koeficient před manganistanem je 1. Koeficient před železnatým kationtem je 5. Dáme do poměru počet molů manganistanu a železnatého kationtu. U manganistanu bude 1 a u železa bude 5. A tak jsme stanovili poměr. 1 děleno 5 je ... Dobře, manganistan musíme nechat v čitateli. Kolik molů manganistanu bylo potřeba k reakci se všemi železnatými kationty? To bylo 0,0004. Takže máme 0,0004 molů manganistanu. 'x' bude představovat, s kolika moly železnatých iontů jsme původně začínali. Využijeme křížové pravidlo, abychom zjistili x. 5 krát 0,0004 se rovná 0,002. 'x' se rovná 0,002. 'x' představuje moly železnatých kationtů, které byly k dispozici na začátku. Už jsme téměř hotovi, protože našim cílem bylo nalézt koncentraci železnatých kationtů. Teď máme počet molů a víme i počáteční objem, který byl 10 mililitrů. Ke zjištění koncentrace železnatých kationtů vezmeme tedy počet molů železnatých iontů, těch je 0,002, takže máme 0,002 molu železnatých iontů. Začínali jsme s objemem 10 mililitrů, což je to samé jako 0,01 litru. Takže tady máme 0,01 litrů. A 0,002 děleno 0,01 se rovná 0,2. Tudíž tohle je rovno 0,2 molů na litr. Tohle byla původní koncentrace železnatých kationtů v roztoku. Mohli jste využít i rovnici 'MV se rovná MV' a upravit jí, protože náš poměr není jedna ku jedné. To je další způsob, jak to vyřešit. Přesto já preferuji si k tomu sednout, udělat všechny výpočty a uvědomit si, co se to přesně děje.
video