permanganometriareaktioita

Permanganometria on kvantitatiivinen redox-titraus, jossa kaliumpermanganaatti (KMnO4) toimii oksidantina. Titraus perustuu siihen, että hapetettava aine menettää elektroneja MnO4- ionin pelkistyessä joko Mn2+-tai MnO2-muotoon riippuen liuoksen hapetus-olotuksesta. Permanganometriareaktiot ovat yleisesti itseilmoittuvia, sillä KMnO4:n voimakas väri antaa päätepisteen havainnoitavaksi ilman erillistä indikaattoria. Menetelmää käytetään laajasti erilaisten pelkistäjien määrän määrittämiseen muun muassa elintarvike-, ympäristö- ja laboratorionäytteissä.

Ravinteesta riippuen reaktiot vaihtelevat. Happamassa liuoksessa MnO4- pelkistyy Mn2+-ioniksi: MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H2O. Neutraalissa tai lievästi emäksisessä liuoksessa MnO4- pelkistyy MnO2-säteilysuostumaksi: MnO4- + 2 H2O + 3 e- → MnO2(s) + 4 OH-. Näiden pääreaktioiden lisäksi permanganaatin reaktiot tutkittavien kanssa muodostavat käytännön sovelluksia.

Yleisimmät permanganometriareaktiot pelkistäjien kanssa sisältävät muun muassa ferri- ja pelkistämän: MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ → Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O sekä oksaalihapon pelkistys: 2 MnO4- + 5 C2O4^2- + 16 H+ → 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O. Nämä reaktiot havainnollistavat, miten KMnO4 voi määrätä näytteiden pitoisuuksia säilyttäen tarkan stoikiometrian.

Päätepiste havaitaan lähes aina itseilmoittuvasti: happamassa liuoksessa väri muuttuu viimein värittömäksi, ja liuokseen jää hetken pinkkiä MnO4-äliä, kunnes reaktio on ohittanut. Emäksisessä tai neutraalissa liuoksessa pärjätään pysyvällä ruskealla MnO2-saostumalla. Ennen titrausta KMnO4 standardointi ja pH-kontrolli parantavat tulosten tarkkuutta.