2) 15,80
3) 3,161 (+)
4) 7,902
В перманганатометрии расчет проводят с учетом окислительно-восстановительного эквивалента перманганата. В кислой среде ион MnO4− восстанавливается из степени окисления +7 до Mn2+, принимая 5 электронов: MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O. Поэтому одна молекула калия перманганата соответствует пяти электронным эквивалентам, а его эквивалентная масса составляет 158,03/5 = 31,606 г/экв.
В 1 мл 0,1 М раствора содержится 0,1 ммоль титранта. С учетом стехиометрического соотношения пять эквивалентов титранта соответствуют одному молю KMnO4, количество перманганата составляет 0,1/5 = 0,02 ммоль. Масса этого количества равна 0,02 × 158,03 = 3,1606 мг, после округления — 3,161 мг. Следовательно, правильным является вариант 3; значение 15,80 мг получается при прямом пересчете по молярной массе без учета окислительно-восстановительной стехиометрии.
Для фармакопейного анализа принципиально важно различать молярную и эквивалентную концентрацию титранта. Молярная масса используется для окончательного перевода количества вещества в миллиграммы, а коэффициент 5 отражает число электронов, участвующих в восстановлении перманганата. Именно этот электронный фактор определяет титр раствора и приводит к значению 3,161 мг.
| Расчетный или методический признак | Значение | Практическое значение |
|---|---|---|
| Степень окисления марганца в MnO4− | +7 | Определяет высокую окислительную способность перманганата. |
| Конечная форма марганца в кислой среде | Mn2+ | Переход сопровождается приемом 5 электронов. |
| Окислительно-восстановительный коэффициент | z = 5 | Используется для перехода от молярной массы к эквивалентной. |
| Эквивалентная масса KMnO4 | 158,03/5 = 31,606 г/экв | Позволяет рассчитывать массу вещества по количеству электронных эквивалентов. |
| Количество титранта в 1 мл 0,1 М раствора | 0,1 ммоль | После учета коэффициента 5 соответствует 0,02 ммоль KMnO4. |
| Масса соответствующего количества перманганата | 0,02 × 158,03 = 3,1606 мг | После округления формирует фармакопейный титр 3,161 мг. |
| Типичная ошибка при расчете | 158,03 × 0,1 = 15,803 мг | Такой результат не учитывает электронный и стехиометрический коэффициент реакции. |
Перманганатометрическое титрование обычно проводят в кислой среде, поскольку именно в ней реализуется восстановление перманганата до Mn2+. Раствор KMnO4 обладает интенсивной окраской и может служить самоиндикатором: конечную точку фиксируют по появлению устойчивой бледно-розовой окраски. Перед использованием раствор перманганата стандартизуют, так как его концентрация может изменяться при хранении под влиянием света и органических примесей.
