Окислительно-восстановительное титрование

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА 

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ 

ТИТРОВАНИЕ 

Рекомендовано методическим советом УрФУ  
в качестве учебно-методического пособия для студентов, 

обучающихся по программе бакалавриата по направлениям подготовки 
04.03.01 «Химия», 04.03.02 «Химия, физика и механика материалов», 

по программе специалитета по направлению подготовки  
04.05.01 «Фундаментальная и прикладная химия» 

2-е издание, стереотипное

Москва
Издательство «ФЛИНТА»
Издательство Уральского университета
2017

УДК 543.545(075.8) 

О504 

С о с т а в и т е л и: 

А. Л. Подкорытов, Л. К. Неудачина, С. А. Штин 

Р е ц е н з е н т ы: 

кафедра физики и химии 

Уральского государственного экономического университета 

(заведующий кафедрой 

доктор химических наук, профессор Н. Ю. Стожко); 

Т. М. Шерстобитова, кандидат технических наук,
доцент кафедры химии 

(Уральский государственный медицинский университет) 

Окислительно-восстановительное титрование  [Электронный 
ресурс] : [учеб.-метод. пособие] / [сост. А.Л. Подкорытов, Л.К. 
Неудачина, С . А .  Ш т и н  ;  М -во образования и науки 
Рос. Федерации,  Урал. федер. ун-т].  — 2-е изд., стер. — М. : 
ФЛИНТА : Изд-во Урал. ун-та, 2017. —  64 с. 

ISBN 978-5-9765-3218-2 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1410-2 (Изд-во Урал. ун-та) 

Учебно-методическое пособие содержит описание теоретических основ
одного из распространенных видов химического анализа – окислительновосстановительного титрования. Подробно рассмотрены методы 
перманганатометрии, дихроматометрии, йодометрии, броматометрии. 
В пособии приведены методики важнейших титриметрических 
определений, широко используемые в реальной аналитической практике. 

Учебно-методическое 
пособие 
предназначено 
для 
студентов 
естественно-научных 
специальностей, 
изучающих 
аналитическую 
химию. 

© Уральский федеральный 
университет, 2015 

О504

ISBN 978-5-9765-3218-2 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1410-2 (Изд-во Урал. ун-та) 

Предисловие 

Методическое 
пособие 
«Окислительно-восстановительное 
титрование» предназначено для студентов, обучающихся по 
направлению подготовки «Химия» и специальности «Фундаментальная и прикладная химия», в частности при изучении второй 
части общего курса «Аналитическая химия», а также спецкурса 
«Электрохимические методы анализа». С применением окислительно-восстановительного титрования студенты могут столкнуться при стандартизации растворов в ходе выполнения выпускных работ бакалавров и магистерских диссертаций. 
В пособии в логической последовательности рассмотрены вопросы теории методов окислительно-восстановительного титрования, взаимосвязь теоретических основ методов с их практическим применением. Большое внимание уделено экспериментальным приемам осуществления окислительно-восстановительных 
процессов, факторам, влияющим на протекание окислительновосстановительных реакций. Достаточно подробно изложены 
методики окислительно-восстановительного титрования различных систем. Рассмотрение этих вопросов в одном учебном пособии поможет студентам получить цельное представление о физикохимических основах применения окислительно-восстановительных реакций в аналитической химии. 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Растворы веществ, обладающие либо ярко выраженными 
окислительными, либо восстановительными свойствами, применяются в качестве титрантов в методах окислительно-восстановительного титрования. 
Окислительно-восстановительное титрование основано на 
взаимодействии определяемого вещества со стандартным (рабочим) 
раствором окислителя или восстановителя. Так же как и в других 
титриметрических методах анализа, количественное определение 
анализируемого компонента осуществляется путем точного измерения объемов растворов, вступающих между собой в химическую реакцию. 
Методы окислительно-восстановительного титрования классифицируют обычно по названиям применяемых титрантов: 
– перманганатометрия – метод, в котором используются реакции окисления перманганатом калия KMnO4; 
– дихроматометрия – метод, в котором используются реакции окисления дихроматом калия K2Cr2O7; 
– йодометрия – метод, в котором используются реакции окисления йодом или восстановления йодид-ионами; 
– броматометрия – метод, в котором используются реакции 
окисления броматом калия KBrO3; 
– цериметрия – метод, в котором используются реакции окисления сульфатом церия (IV) Ce(SO4)2; 
– ванадатометрия – метод, в котором используются реакции 
окисления ванадатом аммония NH4VO3; 
– титанометрия – метод, в котором используются реакции 
восстановления солями титана (III); 
– хромометрия – метод, в котором используются реакции восстановления соединиями хрома (II). 
Прежде чем обсуждать особенности наиболее распространенных вариантов этих методов, сформулируем наиболее общие требования, предъявляемые к титрантам. 
1. Титрант должен быть достаточно сильным окислителем или 
восстановителем, чтобы реагировать практически до конца с тит

руемым веществом. Количественно это требование может быть 
охарактеризовано величинами стандартных электродных потенциалов полуреакций. Последние должны по крайней мере на 
0,15–0,20 В отличаться от стандартных потенциалов полуреакций 
титруемых компонентов в более положительную сторону для 
окислителей и в более отрицательную – для восстановителей. 
2. Титрант не должен быть настолько сильным окислителем 
или восстановителем, чтобы реагировать с другими компонентами раствора, помимо определяемого. Иначе говоря, во всех случаях протекание основной окислительно-восстановительной реакции не должно сопровождаться побочными процессами. 
3. Титрант с определяемым веществом должен реагировать 
быстро. Некоторые реакции могут быть термодинамически разрешенными, однако кинетически заторможенными, т. е. не будут 
протекать с необходимой скоростью. Часто это наблюдается в тех 
случаях, когда в реакции происходит перенос нескольких электронов или образование (или разрыв) химических связей. 
4. Способ обнаружения конечной точки титрования (КТТ) 
должен быть простым и воспроизводимым. Для этого используют 
визуальные способы и различные инструментальные методы. 
В данных методических указаниях обсуждаются только визуальные способы фиксирования КТТ. 
Окислительно-восстановительное титрование предъявляет 
конкретные требования и к определяемому веществу: оно должно 
достаточно полно и быстро реагировать с титрантом. На практике 
определяемый компонент (ион) пробы часто находится в степени 
окисления, которая нереакционноспособна по отношению к титранту, или представляет собой смесь одного и того же вещества, 
в котором атомы находятся в нескольких степенях окисления. 
В данных случаях раствор пробы нужно обработать вспомогательным реагентом – окислителем или восстановителем, чтобы 
перевести определяемый элемент в соответствующую степень 
окисления перед окончательным титрованием. Эти окислительные или восстановительные реагенты должны быстро количественно превращать определяемый элемент в требуемую степень 
окисления. 
Кроме того, необходимо, чтобы была возможность удобно отделять и удалять избыток реагента (окислителя или восстановителя) 

из раствора пробы, иначе он будет реагировать далее с титрантом. И наконец, реагент должен быть селективен. 
Поскольку данные методические указания посвящены проблемам практического применения окислительно-восстановительных 
реакций для целей титриметрии, в них не будут рассматриваться 
общие вопросы равновесия окислительно-восстановительных 
реакций, расчеты с помощью величин стандартных и реальных 
окислительно-восстановительных потенциалов, а также расчеты 
кривых титрования. Все это студенты должны проработать по 
соответствующим учебникам и методическим пособиям, подробный перечень которых приведен в списке рекомендуемой литературы и в планах коллоквиумов и семинарских занятий. 
 
 

1. ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ 

Сущность метода. Перманганат калия – один из первых титриметрических реагентов. В практику химического анализа введен 
французским химиком Ф. Ф. Маргеритом в 1846 г. Является 
сильнейшим окислителем, что следует из значений стандартных 
электродных потенциалов полуреакций (Е0) в кислых растворах: 

 
рН < 4      MnO4
–+ 8H+ + 5e
– → Mn2+ + 4H2O  
(1.1) 
Е0 = 1,51 В 

 
рН = 4–5      MnO4
– + 4H+ + 3 e
– → MnO2↓ + 2H2O  
(1.2) 
Е0 = 1,695 В 

Факторы, определяющие соотношение продуктов восстановления в реакциях (1.1) и (1.2), довольно сложны и зависят как 
от кинетики, так и от термодинамики процессов. В нейтральной, 
слабощелочной и слабокислой средах, т. е. при рН = 5–8, продуктом восстановления перманганата обычно является оксид марганца (IV): 

 
MnO4
– + 4H2O + 3 e
– → MnO2↓ + 4OH
–  
(1.3) 

Е0 = 0,588 В 

В сильнощелочной среде (рН ≥ 9) перманганат восстанавливается до манганат-иона: 

 
MnO4
– + e
– → MnO4
2– 
(1.4) 

Е0 = 0,564 В 

Однако, за исключением некоторых реакций с органическими 
соединениями, перманганат обычно применяют при титровании 
в кислых средах, где концентрация ионов водорода составляет 
0,1 моль/дм3 и выше. При этом, согласно уравнению (1.1), продуктом реакции являются ионы Mn2+. 
Процесс восстановления MnO4
– по реакции (1.1), наиболее 
часто используемой в титриметрии, имеет сложный характер.