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Home Chimica

Titolazioni di ossidoriduzione. Esercizi svolti

di Chimicamo
16 Luglio 2021
in Chimica, Stechiometria
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Titolazioni di ossidoriduzione. Esercizi svolti- chimicamo

Titolazioni di ossidoriduzione. Esercizi svolti- chimicamo

Le titolazioni di ossidoriduzione si basano sulla reazione tra un ossidante e un riducente e consentono la determinazione quantitativa  di una sostanza opportunamente trattata. Permanganometria, iodometria, bicromatometria, cerimetria e bromatometria sono le più importanti titolazioni di ossidoriduzione.

Esercizi

1)      0.2640 g di ossalato di sodio in soluzione sono titolati da 30.74 mL di permanganato di potassio in ambiente acido per acido solforico. Il permanganato ossida l’ossalato a biossido di carbonio riducendosi a manganese (II).  Calcolare la concentrazione del permanganato di potassio

Innanzitutto si deve scrivere la reazione e bilanciarla. Le due semireazioni in forma ionica, come suggerito dal testo, sono:

C2O42- → CO2

MnO4– → Mn2+

Bilanciamo con il metodo delle semireazioni:

C2O42- → 2  CO2 + 2e–

MnO4– + 8 H+ + 5 e– → Mn2+ + 4 H2O

Moltiplichiamo la prima semireazione per 5 e la seconda per 2:

5 C2O42- → 10  CO2 + 10e–

2 MnO4– + 16 H+ + 10 e– → 2 Mn2+ + 8 H2O

Sommiamo membro a membro semplificando gli elettroni:

5 C2O42- + 2 MnO4– + 16 H+ → 10  CO2 + 2 Mn2+ + 8 H2O

Le moli di ossalato di sodio sono pari a:

moli di ossalato di sodio= 0.2640 g/ 134.00 g/mol = 0.001970

il rapporto stechiometrico tra ossalato e permanganato è di 5 : 2

moli di permanganato = 0.001970 ∙ 2 / 5= 0.0007880

La concentrazione del permanganato è quindi pari a: 0.007880 mol / 0.03074 L =0.02563 M

2)      Un campione contenente una  percentuale incognita di ferro (II)  è titolato con bicromato di potassio 0.01625 M. La titolazione richiede 32.26 mL di bicromato per titolare 1.2765 g di campione. Determinare la percentuale di ferro presente sapendo che i prodotti di reazione sono ferro (III) e cromo (III).

Innanzitutto si deve scrivere la reazione e bilanciarla. Le due semireazioni in forma ionica, come suggerito dal testo, sono:

Fe2+ = Fe3+

Cr2O72- = Cr3+

Bilanciamo con il metodo delle semireazioni:

Fe2+ → Fe3+ + 1 e–

Cr2O72- + 14 H+ + 6 e– → 2 Cr3+ + 7 H2O

Moltiplichiamo la prima semireazione per 6, sommiamo membro a membro e semplifichiamo gli elettroni:

Cr2O72- + 14 H+ + 6 Fe2+  → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O

Da cui si rileva un rapporto bicromato/ Fe(II) pari a 1:6

Moli di bicromato = 0.01625 mol/L ∙ 0.03266 L = 0.0005243

Da cui le moli di ferro (II) sono pari a 6 ∙ 0.0005243 =0.003146

La massa di ferro nel campione è quindi pari a 0.003146 mol ∙ 55.845 g/mol=  0.1757 g

La percentuale di ferro nel campione è quindi pari a 0.1757 ∙ 100 / 1.2765 = 13.76 %

3)      50.0 mL di una soluzione contenente ioni Fe2+ e Fe3+ è titolata con 35.0 mL di una soluzione di permanganato di potassio che ossida lo ione Fe2+ a Fe3+. Un altro campione di 50.0 mL di soluzione è trattato con zinco metallico che riduce tutto lo ione Fe3+ a Fe2+. La soluzione risultante è poi titolata con 48.0 mL di  permanganato di potassio 0.00280. Calcolare le concentrazioni di Fe2+ e Fe3+ presenti nella soluzione.

  Diossano

La reazione tra permanganato e ferro (II) è la seguente:

5 Fe2+ + 8 H+ + MnO4– → 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

Da cui si rileva un rapporto permanganato/ ferro (II) di 1 : 5

Le moli di permanganato sono pari a 0.00280 mol/L ∙ 0.0350 L = 0.0000980

Pertanto le moli di Fe(II) sono pari a 0.0000980 ∙ 5 = 0.000490

Le moli di permanganato usate nella seconda titolazione sono pari a 0.00280 mol/L ∙ 0.0480 L = 0.000134

Quelle di ferro (ovvero moli di Fe2+ + moli di Fe3+) sono pari a 5 ∙ 0.000134 = 0.000672

Le moli di Fe3+ possono essere ricavate per differenza: 0.000672 – 0.000490 = 0.000182 pertanto la concentrazione di Fe3+ è pari a 0.000182 / 0.050 L = 0.00364 M

La concentrazione di Fe2+ è data da: 0.000490 / 0.050 L = 0.00980 M

4)      L’antimonio presente in un campione è determinato con una titolazione usando un opportuno agente ossidante. Un campione avente massa pari a 9.62 g contenente antimonio è disciolto a caldo con HCl concentrato e trattato con un agente riducente che trasforma tutto l’antimonio presente come Sb3+. Quest’ultimo è titolato con 43.70 mL di una soluzione 0.1250 M di KBrO3. Calcolare la quantità di antimonio presente nel campione e la sua percentuale sapendo che l’antimonio è ossidato ad antimonio (V) e il bromo presente nel bromato di potassio avente numero di ossidazione + 5 è ridotto a ione bromuro.

Innanzitutto si deve scrivere la reazione e bilanciarla. Le due semireazioni in forma ionica, come suggerito dal testo, sono:

Sb3+ → Sb5+

BrO3– → Br–

Bilanciamo con il metodo delle semireazioni:

Sb3+ → Sb5+  + 2 e–

BrO3– + 6 H+ + 6 e–  → Br–  + 3 H2O

Moltiplichiamo la prima semireazione per 3, sommiamo membro a membro e semplifichiamo gli elettroni:

BrO3– + 6 H+ + 3  Sb3+  → Br–  + 3 Sb5+  + 3 H2O

Da cui si rileva un rapporto bromato / antimonio (III) di 1:3

Moli di bromato = 0.1250 mol/L ∙ 0.04370 L = 0.005463

Le moli di antimonio (III) sono pertanto 0.005463 ∙ 3 = 0.01639

La massa di antimonio è 0.01639 mol ∙ 121.760 g/mol = 1.995 g

La percentuale di antimonio presente nel campione è pari a 1.995 ∙ 100/ 9.62 = 20.7 %

Tags: metodo delle semireazioniossidantipermanganato di potassioreazioni di ossidoriduzionereazioni redoxriducenti

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Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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