氧化还原滴定法的应用.ppt

8.6 氧化还原滴定法的应用 1. 高锰酸钾法 （1）高锰酸钾法的意义 以高锰酸钾作为标准溶液的氧化还原滴定 法，称为高锰酸钾法。 高锰酸钾是一种强氧化剂，在强酸性溶液 中氧化性最强 E1.51V，产物为Mn2；在 弱酸性至弱碱性中 E0.58V，产物为MnO； 在强碱性中E0.56V，产物为MnO2 。 强酸性条下，可用直接滴定法和返滴定法 测定多种氧化还原性物质，也可用间接滴定法 测定一些非氧化性组分，而且不需另加指示剂 。 高锰酸钾法（2） （2）标准溶液的配制与标定（间接法配制） 高锰酸钾标准溶液通常用间接法配制，放 置数天后用草酸钠基准物标定。 加热煮沸 暗处保存（棕色瓶）过滤除 去MnO2 标定 基准物：Na2C2O、H2C2O2H2O、As2O 和纯铁 丝等 例：标定反应： 2MnO5C2O2 16H = 2Mn2 + 10CO 8HO 高锰酸钾法（3） 标准溶液标定时的注意点（三度一点） ： 速度：该反应室温下反应速度极慢，利用反应本身 所产生的Mn2起自身催化作用加快反应进行； 温度：常将溶液加热到7080。反应温度过高会 使CO部份分解，低于60反应速度太慢； 酸度：保持一定的酸度(0.51.0mol/L )， 为避免Fe3诱导KMnO4氧化Cl的反应发生，不使 用HCl提供酸性介质； 滴定终点：微过量高锰酸钾自身的粉红色指示终点 （ 30秒不退）。 高锰酸钾法（4） （3）应用示例 高锰酸钾法可用于测定过氧化氢、 铁、水中的化学需氧量、某些有机物， 间接法还可测钙离子，使用比较广泛。 高锰酸钾法（5） 例1：高锰酸钾法测钙（间接法） Ca2+C2O CaC2O 陈化处理 过滤、 洗涤 酸溶解（热的稀硫酸） H2C2O 滴定 （KMnO 标准溶液） 均相沉淀：先在酸性溶液中加入过量(NH)CO， 然后滴加稀氨水使pH值逐渐升高，控制pH在3.5 4.5，使CaCO沉淀缓慢生成，避免生成 Ca(OH)C2O和Ca(OH)2。得纯净粗大的晶粒。 高锰酸钾法（6） 例2：返滴定法测定甲酸 有些物质不能用KMnO4溶液直接滴定，可以采 用返滴定的方式。 例如在强碱性中过量的KMnO能定量氧化甘油 、甲醇、甲醛、甲酸、苯酚和葡萄糖等有机化合物 。测甲酸的反应如下： MnOHCOO3OH= COMnO42-2H2O 反应完毕将溶液酸化，用亚铁盐还原剂标准溶液 滴定剩余的MnO 。根据已知过量的KMnO和还 原剂标准溶液的浓度和消耗的体积，即可计算出甲 酸的含量。 2. 重铬酸钾法 重铬酸钾也是一种强氧化剂 其溶液稳定，可直接配成标准溶液， 但滴定时需外加指示剂。 重铬酸钾法可用于测定铁、工业废 水的化学耗氧量等。 重铬酸钾法（1） 重铬酸钾可直接配制标准溶液，氧化性 不如KMnO，但可在盐酸介质中测铁。 K2Cr2O7还原产物为Cr3(绿色)。 例重铬酸钾法测铁 试样热HCl溶解SnCl还原加钨酸钠（ 指示剂）TiCl还原（过量）加Cu2（ 催化剂）加水加入H2SO4H3PO4混酸 加二苯胺磺酸钠（滴定指示剂）用 K2Cr2O7标准溶液滴定终点（绿色紫色 ） 重铬酸钾法（2） 加入H3PO4的主要作用： （1）Fe3生成无色Fe(HPO4)2络离子，使终点易观 察； （2） 降低铁电对电位，使指示剂变色点电位更接 近化学计量点电位。 二苯胺磺酸钠的变色点电位为二苯胺磺酸钠的变色点电位为0.84V0.84V，FeFe3 3 / / Fe Fe2 2 电 电 对电位对电位为为0.680.68时，滴定到化学计量点附近时的电极时，滴定到化学计量点附近时的电极 电位电位时为时为0.860.86，0.860.840.860.84终点提前。加入终点提前。加入 H H 3 3 POPO 4 4 使使 FeFe3 3 /Fe /Fe2 2 的电极电位降低为 的电极电位降低为0.51V0.51V，避免了过早氧化避免了过早氧化 指示剂。指示剂。重铬酸钾法测定铁是测定矿石中全铁量的 标准方法。 例废水中有机物的测定 化学耗氧量(COD) 是衡量水污染程度的一项 指标，反映水中还原性物质的含量，常用 K2Cr2O7法测定。 测定方法是在水样中加入过量K2Cr2O7溶液， 加热回流使有机物氧化成CO2，过量K2Cr2O7 用FeSO4标准溶液返滴定，用亚铁灵指示滴定 终点。 本实验必须对酸度、加热时间等的实验条件 严格控制，属条件性的指标。 3 . 碘法 用I2标准溶液直接滴定还原剂 的方法是直接碘法； 利用I与强氧化剂作用生成定 量的I2，再用还原剂标准溶液与I2 反应，测定氧化剂的方法称为间接 碘法（亦称碘量法）。 （1）直接碘法 标准溶液：碘液。实际上用的是 I2和KI结合 生成配合物 I3的溶液，通常用普通试剂配制 后再用As2O3标定，淀粉作指示剂。 应用：从 I2 / I电对的电极电位为0.5338，属 较弱的氧化剂。可用于测定较强的还原性物 质，例如亚硫酸、亚硫酸盐、漂白粉的有效 氯、过氧化氢和铜等。 （2）间接碘法 间接碘法是基于I2氧化性及I的还原性 所建立起来的氧化还原分析法。 间接碘法的基本反应： 2I 2e = I2， I2+2S2O32=S4O6 22I I2与硫代硫酸钠定量反应生成连四硫酸 钠（Na2S4O6） 间接碘法的基本反应 I2 2S2O2= SO22 反应在中性或弱酸性中进行，pH过高，I2 会发生岐化反应： 326OH = IO5I3H2O 在强酸性溶液中，NaSO会发生分解 ， I容易被氧化。通常pH9。 碘法中的主要误差来源 I2易挥发。 I在酸性条件下容易被空气所氧化。 措施：加入过量KI，生成I3络离子；氧 化析出的I2立即滴定；避免光照；控制溶 液的酸度。 碘法中常用淀粉作为专属指示剂。硫代 硫酸钠溶液和碘液为标准溶液。 2、Na2S2O3标准溶液的配制与标定 含结晶水的Na2S2O35H2O容易风化潮 解，且含少量杂质，不能直接配制标准 溶液。 Na2S2O3化学稳定性差，能被溶解O2、 CO2和微生物所分解析出硫。因此配制 Na2S2O3标准溶液时应采用新煮沸(除氧 、杀菌)并冷却的蒸馏水。 2、Na2S2O3标准溶液的配制与标定（2） 加入少量Na2CO3使溶液呈弱碱性（ 抑制细菌生长），溶液保存在棕色瓶中， 置于暗处放置812天后标定。 标定Na2S2O3 所用基准物有K2Cr2O7 ，KIO3等。采用间接碘法标定，在酸性 溶液中使K2Cr2O7与KI反应，以淀粉为指 示剂，用Na2S2O3 溶液滴定。 2、Na2S2O3标准溶液的配制与标定（3） 淀粉指示剂应在近终点时加入， 否则吸留I2，使终点拖后。 滴定终点之后，如经过五分钟以 上溶液变蓝，属于正常，如溶液迅速变 蓝，说明反应不完全，遇到这种情况应 重新标定。 间接碘法的应用 （1）间接碘法测铜 2 Cu2 + 4I = 2CuI + I2 I2 2S2O32 = S4O62 n Cu 2/ n Na 223= 1 / 1 可逆反应，应加入过量KI。CuI沉淀表面吸附I2 导致结果偏低，加入KSCN使CuI转化成溶解度更 小的CuSCN可减小对I2的吸附，KSCN应在近终点 时加入，否则SCN也会还原I2，使结果偏低。 （2）卡尔弗休（Karl Fisher）法测微量水 基本原理：I2氧化SO2时需定量水参加 SO2 I2 2H2O = H2SO2HI 反应是可逆的，有吡啶存在时，能与反应生 成的HI化合，使上述反应定量完成，加入甲 醇可以防止副反应的发生。测定过程的总的 反应式为： （2）卡尔弗休（Karl Fisher）法测微量水（ 2） C5H5NI2 C5H5NSO2 C5H5NH2O CH3OH =2C5H5NHI C5H5NHOSO2 OCH3 弗休试剂是I2、SO2、C5H5N和CH3OH混合溶液 。 微库仑滴定法：电解产生I2与H2O反应，由消耗 的电量计算水的含量。 4. 铈量法 以硫酸铈为标准溶液，氧化性很强，在 高酸度介质下使用，能测定高锰酸钾法所能 测定的物质，副反应少。有如下特点： （1）反应简单，没有诱导反应。 （2）能在较大浓度的盐酸中滴定还原剂。 （3）可用直接法配制硫酸铈标准溶液。 5. 溴酸盐法 溴酸钾在酸性溶液下是一种强氧化剂，可用 于直接滴定三价砷和锑、一价铊和肼。 溴酸钾法常与碘法配合使用，即用过量的溴 酸钾标准溶液与待测物质作用，过量的溴酸 钾在酸性溶液中与碘化钾作用，析出游离碘 ，再用硫代硫酸钠滴定之。这种间接的溴酸 钾法在有机物分析中应用较多。 8.7 氧化还原滴定结果计算 氧化还原滴定结果计算，关键是正确写出每