Oznaczanie utlenialności

Utlenialność, nazywana również indeksem nadmanganianowym, jest pojęciem umownym.

Określa zdolność do utleniania się w reakcji z silnym czynnikiem utleniającym,
manganianem(VII) potasu, w roztworze kwaśnym lub alkalicznym w ściśle określonych
warunkach eksperymentalnych. Wynik oznaczenia podawany jest jako ilość mg O

2

równoważna ilości zużytego manganianu(VII). Wartość ta stanowi przybliżoną miarę
zawartości w badanym roztworze związków organicznych i niektórych, łatwo utleniających
się, związków nieorganicznych. Jest ona z reguły niższa od rzeczywistej, gdyż szereg
związków organicznych utlenia się tylko częściowo lub w ogóle nie ulega działaniu
manganianu(VII) potasu. Oznaczenie to ma duże znaczenie przy charakteryzowaniu
obciążenia wody i ścieków związkami organicznymi. Utlenialność wody do picia nie powinna
przekraczać 5 mg O

2

/dm

3

.

Najczęściej oznaczanie utlenialności przeprowadza się w środowisku kwaśnym. Do próbki

wprowadza się znaną ilość manganianu(VII) potasu i przeprowadza reakcję utlenienia w
temperaturze wrzenia. Następnie wprowadza się nadmiar szczawianu sodu, który reaguje z
pozostałym po reakcji manganianem(VII) potasu:

2 MnO

4

–

+ 5 Na

2

C

2

O

4

+ 16 H

+

= 2 Mn

2+

+ 10 Na

+

+ 10 CO

2

+ 8 H

2

O

Pozostały szczawian sodu odmiareczkowuje się roztworem KMnO

4

. Zachodząca reakcja

jest analogiczna do podanej powyżej. Znając ilość manganianu(VII) potasu zużytego na
miareczkowanie i wprowadzoną ilość szczawianu sodu można wyliczyć ile szczawianu sodu
przereagowało z pozostałym po reakcji utlenienia manganianem, co po uwzględnieniu
wprowadzonej początkowo ilości KMnO

4

pozwala obliczyć ilość manganianu, który

przereagował ze związkami organicznymi.

W obecności łatwo utleniających się związków nieorganicznych (np. soli żelaza(II),

azotanów(III), siarczków) należy wykonać dwa oznaczenia. Pierwsze oznaczenie na zimno
pozwala oznaczyć ilość tlenu zużytego przez związki nieorganiczne, drugie na gorąco, w celu
określenia sumarycznej ilości tlenu zużytego przez związki organiczne i nieorganiczne.
Różnica wyników obu oznaczeń daje utlenialność związków organicznych.

Coraz częściej, obok utlenialności, jako wskaźnik obciążenia związkami organicznymi

podawana jest zawartość tzw. węgla organicznego, oznaczana przy pomocy automatycznych
analizatorów. W analizatorze próbka wprowadzana jest do wypełnionego katalizatorem i
ogrzanego do temperatury ok. 800°C pieca rurowego gdzie cały węgiel, niezależnie od formy
występowania, przechodzi w CO

2

i w tej postaci jest oznaczany przez odpowiedni detektor.

Niezależnie oznaczana jest zawartość węgla pochodzącego z obecnych w próbce węglanów.
Zawartość węgla organicznego jest różnicą zawartości węgla całkowitego i węgla
nieorganicznego.

Odczynniki



mianowany roztwór manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0025 moli KMnO

4

/dm

3

(z

biuretą),



mianowany roztwór szczawianu sodu o stężeniu 0,00625 moli Na

2

C

2

O

4

/dm

3

,



roztwór kwasu siarkowego(VI) 1:3.

Przyrządy i naczynia

Łaźnia wodna, 2 kolby stożkowe o poj. 300 cm

3

, pipety jednomiarowe o poj. 10 cm

3

- 1

szt.,
25 cm

3

- 1 szt., cylinder miarowy o poj. 25 cm

3

.

Sposób wykonania

Należy przeprowadzić równolegle co najmniej dwa oznaczenia.
Do kolby stożkowej o pojemności 300 cm

3

odmierzyć 25 cm

3

badanego roztworu i dodać

75 cm

3

wody dejonizowanej. Wlać (przy pomocy cylindra miarowego) 10 cm

3

roztworu

kwasu siarkowego(VI) 1:3, i z biurety 10 cm

3

roztworu KMnO

4

o stężeniu 0,0025 moli

KMnO

4

/dm

3

. Wymieszać, natychmiast wstawić do wrzącej łaźni wodnej i ogrzewać przez 30

minut. Poziom wody w łaźni wodnej powinien być nieco niższy niż poziom w kolbie. Po
wyjęciu próbki z łaźni dodać pipetą 10 cm

3

roztworu szczawianu sodu o stężeniu 0,00625 mol

Na

2

C

2

O

4

/dm

3

i po odbarwieniu miareczkować na gorąco roztworem manganianu(VI) potasu o

stężeniu 0,0025 moli KMnO

4

/dm

3

do wystąpienia słabego różowego zabarwienia

utrzymującego się przez kilka minut.

Utlenialność wyliczyć z wyrażenia:





3

2

p

O

C

Na

O

C

Na

KMnO

KMnO

2

KMnO

1

/dm

O

mg

1000

40

V

c

V

5

2

c

V

V

X

4

2

2

4

2

2

4

4

4















gdzie:

V

1 KMnO

4

- objętość roztworu KMnO

4

wprowadzona na początku do próbki, cm

3

V

2 KMnO

4

- objętość roztworu KMnO

4

zużyta do miareczkowania, cm

3

c

KMnO

4

- stężenie roztworu KMnO

4

, mol/dm

3

V

Na

2

C

2

O

4

- objętość roztworu Na

2

C

2

O

4

wprowadzona do próbki, cm

3

c

Na

2

C

2

O

4

- stężenie roztworu Na

2

C

2

O

4

, mol/dm

3

V

p

- objętość próbki, cm

3

2/5 - ilość moli KMnO

4

reagująca z jednym molem Na

2

C

2

O

4

40 - utlenialność odpowiadająca reakcji próbki z 1 milimolem KMnO

4

1000 - przelicznik z dm

3

na cm

3