氧化还原滴定法(3)

2019-08-31 18:34

高锰酸钾法是以高锰酸钾为标准溶液的氧化还原滴定法。高锰酸钾是强氧化剂。它的氧化作用与溶液的酸度有关,在强酸性溶液中,反应如下:

?

标准电位

。可以测定电位较低的还原性物质的含量。

获得5个电子还原为

,半电池

在中性或碱性溶液中,获得3个电子还原为

?

因此,高锰酸钾只能在强酸性溶液中进行,以充分发挥其氧化能力。酸度的调节以硫酸为宜,

-因为硝酸有氧化剂,盐酸中的Cl具有还原性,可被KMnO4氧化,发生副反应。

有些物质和高锰酸钾在常温下反应较慢,为加快其反应速度,可在滴定前加热或加入

做催化剂以促进反应速度加快。但有些在空气中易氧化或加热易分解的还原性物质,如亚铁盐、过氧化氢等则不能加热。

高锰酸钾标准溶液本身为紫红色,用它滴定无色或浅色溶液时,一般不需另加指示剂,采用

作自身指示剂,待滴定过程中达到化学计量点后稍微过量的

本身的颜

色(粉红色)来指示终点。其颜色可被察觉的浓度约为

2. 标准溶液的配制和标定 (1) 纯的售

高锰酸钾标准溶液的配制 溶液是相当稳定的,曾有人存放到

年其浓度并无显著改变。但市

中常含有二氧化锰和其它杂质,而配制用的蒸馏水中常常含有微量的还原性物

还原为

沉淀。

在溶液中能离解为:

质,能慢慢地使

,而

能自发地与水发生氧化还原反应,生成

?

或又能进一步促进溶液的分解,特别是对与

的反应有催化作用。故一般不用近似浓度的溶液放置一段时间,然后再进行标定。

配制

溶液时,应注意以下几个问题:

试剂直接配成标准溶液,而是先配制成

① 由于市售高锰酸钾含有杂质,所以配制时略为多称一些固体高锰酸钾(高

标准溶液

于理论计算值),溶解在规定体积的水里。如配制一般称取固体

约3.3克左右。

② 在配制时,为了避免溶液浓度在贮藏过程中再发生改变,故配制时需将溶液煮沸15分钟以上,以加速其与还原性杂质的反应,然后放置氧化,再进行标定。

③ 用垂熔玻璃滤器过滤,滤除还原产物液的催化分解,将配制好的

(2)

沉淀。同时为了避免光对

天,使各种还原性物质完全

溶液贮存在棕色瓶中,密闭保存。

高锰酸钾标准溶液的标定

溶液浓度的基准物质有:、

、最

可以用作标定

和纯铁丝等,其中以

常用。因为它不含结晶水,不吸水、易精制和保存。具体标定时应注意以下几个问题:

①控制酸度 在标定时只能加不含还原性物质的硫酸,且酸度一般控制在

,这样可使反应速度加快进行,同时防止因酸度不够而产生二氧化锰沉淀或

酸度过高使草酸分解而带来误差。

?

高锰酸钾在酸性条件下的反应如下:

?

②提高液温 标定时升高温度可以加快反应速度,一般溶液加热至75~85℃,中国药典规定采用一次加入大部分高锰酸钾溶液,待退色后,加热至65℃,并要求当反应滴定结束后液温不能低于55℃来提高反应速度。若温度超过90℃,可引起草酸分解,低于55℃反应过慢。所以,标定时必须控制好反应温度。以免带来误差。

③掌握速度 由于反应产物Mn2+有自身催化作用,滴定速度可加快,但也不宜过快,太快易使MnO4-在热的酸性溶液中发生分解,在近滴定终点时,C2O42-浓度很低,必须小心滴定,以免影响标定的精确度。

④指示剂 高锰酸钾溶液的标定是以自身作指示剂,因空气中的还原性气体和尘埃均能使高锰酸钾缓慢分解而褪色,故应正确的判断滴定终点,滴定至溶液微红色并保持30 S不褪色即可。 5.3.2碘量法

1.基本原理

碘量法也是常用的氧化还原滴定方法之一。它是以滴定方法,其半反应式为:

?

的氧化性和的还原性为基础的

在水中的溶解度很小(溶液中,使

以?

),为增大其溶解度,通常将溶解在

配离子形式存在,其半反应式为:

由于两者标准电位相差很小,为了简便,习惯上仍以前者表示。 是较弱的氧化剂,只能与较强的还原剂作用;而用而被氧化为

。因此,可利用

是中强还原剂,能与许多氧化剂作

的还原

的氧化性直接测定较强的还原剂,也可以利用

性被氧化剂氧化析出碘,再用硫代硫酸钠溶液的体积,可间接地计算出氧化性物质的含量。因此,碘量法又分为直接碘量法和间接碘量法。

(1) 直接碘量法(又称碘滴定法)

电位比强的还原剂,如

低的还原性物质,可以直接用、

的标准溶液滴定的并不多,只限于较

等等。

直接碘量法只能在酸性、中性或弱碱性溶液中进行。如果pH>9就会发生下列反应:

当用直接碘量法测定硫代硫酸钠含量时,需在中性或弱酸性溶液中进行。因为在强碱性溶液中除

生成

外;

将会发生下述副反应:

溶液会发生分解:

反应才如下:

如果在强酸性溶液中,

只有在中性或弱酸性溶液中

根据碘滴定液消耗的体积即可计算出硫代硫酸钠的含量。 (2)间接碘量法(又称滴定碘法)

电位比碘,然后用

高的氧化性物质,可在一定的条件下,用碘离子来还原,产生定量的标准溶液来滴定析出的

的反应如下:

,这种方法,叫间接碘量法或称为滴定碘法。

例如用间接碘量法测定

根据硫代硫酸钠标准溶液的浓度和消耗的体积,可计算出物质的含量。

2.反应条件和滴定条件

间接碘量法的反应条件和滴定条件非常重要,滴定时必须掌握,具体如下:

(1)溶液pH值的影响

之间的反应必须在中性或弱酸性溶液中进行。因为在碱性溶液中,

将会发生下述副反应:

而且,

在碱性溶液中还会发生岐化反应:

溶液会发生分解:

所氧化:

如果在强酸性溶液中, 同时,

在酸性溶液中也容易被空气中的

(2)过量

的作用 形成

,以增大

的溶解度,降低

的挥发性,提高淀粉指示剂的灵敏度。

此外,加入过量的

(3)温度的影响

,可以加快反应的速度和提高反应的完全程度。

碘量法应在室温下进行,因为升高温度会增大在保存

的挥发性,降低淀粉指示剂的灵敏度。

的分解。

溶液时,室温升高会增大细菌的活性,加速

(4)光线的影响 光线照射能加速

被空气氧化,所以滴定应避光;碘离子和氧化剂反应析出碘的过

分钟,使反应完全后,再立即用

程较慢,一般应盖上碘瓶盖,在暗处放置进行滴定(避免

的挥发和

被空气氧化)。

综上所述,间接碘量法误差主要来源是以下措施予以减免:防止

的挥发和被空气中的

倍的的挥发。

氧化。通常采取,增大

的溶解

挥发的方法是①加入比理论量大

度;②室温下进行;③在碘瓶中操作,快滴慢摇,以减少 防止

被空气氧化的方法①降低酸度;②防止阳光直射;③滴定前的反应完全后立

与空气的接触。

即滴定,快滴慢摇,以减少

3.标准溶液 (1)

碘标准溶液的配制

碘是以升华法制得的具有光泽的片状结晶,易挥发,有腐蚀性,不宜在分析天平上称量,故通常仍用间接法配制。碘在水中的溶解度很小,又容易挥发,所以通常将它溶解在浓的

溶液里,使

形成

络合物,溶解度大大提高,挥发性大为降低,而电位却

无显著变化。为了防止碘标定时在碱性溶液中发生自身氧化还原反应、中和硫代硫酸钠液中作稳定剂的碳酸钠和去掉碘中微量

杂质,配制碘液时应加入少量盐酸。另外,为了防

止少量未溶解的碘影响浓度,配制后还需用垂熔玻璃滤器滤过后再标定。 碘液有腐蚀性,应避免与橡皮塞、软木塞等有机物接触;见光、受热时应置玻璃塞的棕色玻瓶中,密闭,在暗凉处保存。

(2)

碘标准溶液的标定

易氧化,故

标定碘溶液的浓度,可由准确浓度的硫代硫酸钠标准溶液用比较法测得,也可用基准物质进行标定。 碘溶液浓度的标定,常用升华法精制的三氧化二砷(俗称砒霜,剧毒!)作为基准物质。三氧化二砷难溶于水,可加氢氧化钠溶液使生成亚砷酸钠而溶解。

然后用盐酸中和过量的碱,并加入其反应式如下:

(3)

硫代硫酸钠标准溶液的配制

使溶液呈弱碱性(

),再用碘液滴定,


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