高校 · 15分
鉄(II)の過マンガン酸塩滴定
酸性化した Fe²⁺ 溶液を KMnO₄ で滴定する。紫色の酸化剤自体が指示薬となり、滴定曲線は当量点で急激に立ち上がる。
目的
曲線から当量点の体積を読み取り、MnO₄⁻/Fe²⁺ の 1:5 の化学量論から未知の Fe²⁺ 濃度を計算する。
器具と試薬
0.02 mol/L の KMnO₄ ビュレット、希 H₂SO₄ で酸性化した Fe²⁺ 溶液のフラスコ、白タイル、マグネチックスターラー。
手順
- 被分析物タイプを強酸 (acid = 0) に設定し、Fe²⁺ 濃度 C を選ぶ。
- 添加量 Vb を 0 から 50 mL まで動かし、曲線の最も急な部分を見つける。
- 最初の持続する淡紅色で Vb を記録する。これが当量体積 Ve である。
- c(Fe²⁺) = 5 · c(KMnO₄) · Ve / V（試料）を計算し、ウィジェットの設定値と比較する。
観察すること
- 当量点前では MnO₄⁻ の一滴一滴が Fe²⁺ ですぐに脱色される。当量点直後には過剰の MnO₄⁻ が淡紅色として残る。
- 曲線はほぼ平坦ののち当量体積の近くで急激に立ち上がり、終点での急激な電位ジャンプを反映する。
解説
酸性溶液中では で、過マンガン酸 1 mol が Fe²⁺ 5 mol と反応する。 は濃い紫色で生成物はほぼ無色なので外部指示薬は不要。最初に持続する淡紅色が当量点を示す（自己指示性滴定剤）。
実験の歴史
過マンガン酸滴定法は 1846 年にフェルナン・マルグリットが鉄鉱石の分析に導入した。 が自ら終点を告げる点を利用している。同じ電位ジャンプが、電極が目の代わりをする現代の電気化学センサーの基礎となる。
ゆかりの化学者
バーチャル実験は直感をつかむための簡略化したモデルです。実際の実験や安全教育の代わりにはなりません。指導者なしに自宅で再現しないでください。