Titolazioni/Perossido di idrogeno con permanganato

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:

${\ce {2 MnO4- + 6 H3O+ + 5 H2O2 <=> 2 Mn++ + 5 O2 + 14 H2O}}$

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
• ${\ce {H2SO4}}$0,02 M (acido solforico)
• ${\ce {KMnO4}}$ diluito (permanganato di potassio)
• Soluzione al 3% m/v di ${\ce {H2O2}}$ (perossido di idrogeno)

Procedimento

Passo 1: Normalizzazione e riempimento di una pipetta da 10 ml di ${\ce {H2O2}}$.

Pipetta già normalizzata e pronta all'utilizzo

Passo 2: Riempimento di un matraccio con 10 ml di ${\ce {H2O2}}$ 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 ${\ce {H2O2}}$ 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 ${\ce {H2SO4}}$.

Aggiunta del ${\ce {H2SO4}}$

Passo 6: Normalizzazione e riempimento di una buretta tarata con ${\ce {KMnO4}}$.

Riempimento della buretta

Passo 7: Aggiungere il ${\ce {KMnO4}}$ 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 ${\ce {KMnO4}}$

Risultato: La soluzione diventa di colore rosa molto chiaro e confronto con i dati riportati dalla buretta per verificare dopo quanti ml di ${\ce {KMnO4}}$ la soluzione presenta il cambiamento cromatico.

Risultato corretto

Calcoli

Per il calcolo della concentrazione percentuale di ${\ce {H2O2}}$, considerare che 1 mL di ${\ce {KMnO4}}$ 0,02 M equivale a 1,701 mg di ${\ce {H2O2}}$; a partire da questa relazione, conoscendo il volume consumato di ${\ce {KMnO4}}$ si può calcolare la percentuale m/v di ${\ce {H2O2}}$.

Per il calcolo dei volumi di ${\ce {H2O2}}$ (numero di litri di ossigeno che possono essere sviluppati in condizioni normali da un litro di soluzione acquosa di ${\ce {H2O2}}$), considerare che da 2 moli (ovvero 68,03 g) di ${\ce {H2O2}}$ si sviluppa 1 mole di ${\ce {O2}}$, che corrisponde a un volume di 22,414 L.

${\ce {2 H2O2 <=> 2 H2O + O2}}$

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.