📘 Phương pháp Permanganat (KMnO₄) xác định Fe²⁺, H₂C₂O₄, và các chất khử | Tương tác + bài tập
🧪 Nguyên tắc chuẩn độ oxi hóa - khử
Chuẩn độ dựa trên phản ứng oxi hóa khử giữa chất cần xác định (chất khử) và dung dịch chuẩn (chất oxi hóa) hoặc ngược lại. Điểm tương đương được xác định nhờ chất chỉ thị hoặc màu tự chỉ thị của chất chuẩn.
Ví dụ điển hình: Chuẩn độ Fe²⁺ bằng KMnO₄ trong môi trường acid H₂SO₄ loãng:
\[
5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O
\]
\[
10FeSO_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5Fe_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 8H_2O
\]
KMnO₄ có màu tím, khi phản ứng kết thúc, giọt KMnO₄ dư đầu tiên làm dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt (tự chỉ thị).
📊 Các bước tiến hành
- Chuẩn bị dung dịch KMnO₄ nồng độ chính xác (thường được chuẩn độ lại bằng H₂C₂O₄ hoặc Na₂C₂O₄).
- Dùng pipet lấy chính xác V mL dung dịch Fe²⁺ cho vào bình tam giác, thêm H₂SO₄ loãng tạo môi trường acid.
- Cho dung dịch KMnO₄ vào buret, sau đó nhỏ từ từ vào bình tam giác, lắc đều đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 20-30 giây thì dừng.
- Ghi thể tích KMnO₄ đã dùng. Làm ít nhất 3 lần, lấy giá trị trung bình.
- Tính toán: \(n_{Fe^{2+}} = 5 \cdot n_{KMnO_4}\) (theo tỉ lệ 5:1).
Lưu ý: KMnO₄ là chất oxi hóa mạnh, cần bảo quản tránh ánh sáng. Trước khi chuẩn độ, thường chuẩn độ lại KMnO₄ bằng axit oxalic chuẩn để xác định nồng độ chính xác.
🧮 Các công thức tính toán quan trọng
Đối với phản ứng \( a \, \text{chất khử} + b \, \text{chất oxi hóa} \rightarrow sản phẩm\):
\( n_{\text{chất khử}} = \frac{a}{b} \cdot n_{\text{chất oxi hóa}} \)
Hoặc sử dụng bảo toàn electron: \( n_{\text{khử}} \times \text{số e nhường} = n_{\text{oxh}} \times \text{số e nhận} \)
Ví dụ: Chuẩn độ Fe²⁺ bằng KMnO₄: số e nhường = 1 (Fe²⁺ → Fe³⁺ + e), số e nhận = 5 (MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O) → \( n_{Fe^{2+}} = 5n_{MnO_4^-} \).