Manganometrische Bestimmung von Eisen-III-Ionen

 

1. Chemikalien:

Kaliumpermanganatlösung:   c = 0,02 mol/L  (alte Angabe: 0,1 normal)
Schwefelsäurelösung:   Massenanteil = 5 %
Zinkpulver
Eisen-III-Sulfatlösung als Probelösung:  4 g Eisen-III-Sulfat in 200 mL Wasser
 

2. Durchführung:

Exakt 20 mL der Probelösung werden in einem Erlenmeyerkolben (100 mL) mit demineralisiertem Wasser auf 40 mL verdünnt und mit einigen mL der Schwefelsäurelösung angesäuert.
Zu der Lösung wird eine Spatelspitze Zinkpulver gegeben. Der Erlenmeyerkolben wird nun über einem Wärmeleitnetz so lange erwärmt (Sieden vermeiden), bis sie farblos erscheint.
Danach wird die Lösung vom überschüssigen Zink abfiltriert, erneut mit einigen mL der Schwefelsäure versetzt und sofort mit der Kaliumpermanganatlösung bis zu einer bleibenden Violettfärbung titriert.
 

3. Sicherheitshinweise:

Kaliumpermanganatlösung verursacht schlimme Flecken auf Kleidungsstücken und der Haut. Beim Abfüllen in die Bürette Schutzhandschuhe anziehen!
Schwefelsäure wirkt ätzend. Schutzbrille aufsetzen!
 

4. Auswertung: 

  1. Erklären Sie alle Reaktionen, die bei diesem Versuch ablaufen mit den entsprechenden Reaktionsgleichungen unter Berücksichtigung der Redoxpotentiale der beteiligten Stoffe.
  2. Berechnen Sie aus dem bei der Titration verbrauchten Volumen der Kaliumpermanganatlösung die Stoffmengenkonzentration und die Massenkonzentration der Eisen-III-Ionen in der Probelösung.

 

Hinweise für den Lehrer:

Beim Herstellen der Probelösung aus Eisen-III-Sulfat sollte diese schon mit Schwefelsäure leicht angesäuert werden, um ein vollständiges Lösen zu erreichen. In neutraler Lösung findet außerdem eine teilweise Hydrolyse statt.
Die Eisen-III-Ionen in der Probelösung werden durch Zink zu Eisen-II-Ionen reduziert.
Bei der Reaktion mit Kaliumpermanganatlösung erfolgt wieder eine Oxidation zu Eisen-III-Ionen unter Reduktion der Permanganationen zu Mangan-II-Ionen.
Chloridionen sollten in der Probelösung nicht vorhanden sein, weil diese bei der Titration mit Kaliumpermanganat teilweise oxidiert werden und dadurch ein Mehrverbrauch entsteht. In diesem Fall müsste eine Titration nach Reinhardt-Zimmermann erfolgen.

Hinweise zu den Berechnungen:
Stoffmengenkonzentration der Eisenionen:  c(Fe3+) = 5 * V (Kaliumpermanganatlösung)
1 mL verbrauchter Kaliumpermanganatlösung entspricht 5,585 mg Fe3+   bzw. Fe2+ in der Probelösung.
Der genaue Rechenweg sollte im Unterricht hergeleitet werden.