Come determinare il ferro (II) tramite titolazione permanganometrica
La titolazione permanganometrica è un metodo utilizzato per determinare la quantità di ferro (II) presente in una soluzione, sfruttando le proprietà ossidanti del permanganato di potassio. Questo reagente è comunemente impiegato in numerose titolazioni ossidimetriche.
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Trattamenti preliminari
Quando il ferro è presente in un minerale, può trovarsi sia nella forma di Fe^2+ che di Fe^3+, è quindi necessario ridurre tutto il ferro (III) a ferro (II). Per fare ciò, si aggiunge un eccesso di cloruro di stagno (II) che reagisce con il ferro (III) secondo la seguente equazione:
Sn^2+ + 2 Fe^3+ → Sn^4+ + 2 Fe^2+
Successivamente, l’eccesso di stagno (II) che potrebbe reagire con il permanganato viene rimosso aggiungendo cloruro di mercurio (II), formando un precipitato di cloruro di mercurio (I):
Sn^2+_(aq) + 2 HgCl2_(aq) → Hg2Cl2_(s) + Sn^4+_(aq) + 2 Cl^-_(aq)
Per evitare la reazione del cloruro con il permanganato, si utilizza il reagente di Zimmermann-Reinhardt, composto da solfato di manganese (II), acido solforico e acido fosforoso.
Titolazione
Durante la titolazione, si ha la seguente reazione tra permanganato e ferro (II):
MnO4^- + 5 Fe^2+ + 8 H+ → Mn^2+ + 5 Fe^3+ + 4 H2O
Il permanganato viene aggiunto fino a raggiungere il punto equivalente. Dopo aver lasciato riposare la soluzione e riscaldandola, si arriva al punto finale quando la colorazione violetta del permanganato scompare.
Calcoli
Supponiamo di avere un minerale con una massa di 0.4857 g e di averlo titolato con 41.21 mL di KMnO4 0.01963 M. Per determinare la percentuale di ferro presente nel campione, calcoliamo le moli di KMnO4, le moli di ferro e infine la percentuale di ferro:
– Moli di KMnO4 = 0.04121 L * 0.01963 mol/L = 0.0008090
– Moli di Fe = 0.0008090 * 5 = 0.004045
– Massa di ferro = 0.004045 mol * 55.845 g/mol = 2259 g
– % Fe = 0.2259 * 100 / 0.4857 = 46.51
In questo modo, è possibile determinare con precisione la quantità di ferro (II) presente nel campione analizzato.
