用重铬酸钾电位滴定硫酸亚铁铵溶液.doc

用重铬酸钾电位滴定硫酸亚铁铵溶液实验目的：学习氧化还原滴定法的原理与实验方法,各种滴定终点确定方法(VE曲线法,二次微商法)。实验原理：用K2Cr2O7滴定Fe2+,其反应式如下： K2Cr2O7 +6Fe2+ +14H+2Cr3+ +6Fe3+ + H2O利用铂电极作指示电极,饱和甘汞电极作参比电极,与被测溶液组成工作电池。在滴定过程中,随着滴定剂的加入,铂电极的电极电位发生变化。在化学计量点附近铂电极的电极电位产生突跃,从而确定滴定终点。仪器和试剂:仪器：饱和甘汞电极 铂电极 pHmv计 滴定管（酸式） 搅拌磁试剂：K2Cr2O7溶液（0.01mol/L）硫酸亚铁铵溶液 二苯胺磺酸钠（指示剂）实验步骤：1准备好铂电极和饱和甘汞电极；在滴定管中加入重铬酸钾标准滴定溶液。2试样的配制：在50mL烧杯中，将10mL Fe2+和8mL 3mol的H2SO4相混合；再加入几滴二苯胺磺酸钠作指示剂。3用酸式滴定管装入0.01mol/L：K2Cr2O7溶液，排气泡，调零后置于铁架台上4试液中Fe2+含量的测定：开动搅拌磁子，待电位值稳定后读数。向烧杯中滴加K2Cr2O7 溶液，记录滴定剂为1 mL，2 mL，3 mL，4 mL，4.4 mL,4.5 mL,4.6 mL,4.7 mL,4.8 mL,4.9 mL,5.0 mL,5.1 mL,5.2 mL,6.0 mL,7.0 mL,8.0 mL,9.0 mL处的电动势值。5关闭仪器和搅拌电源开关。清洗滴定管,电极,烧杯并放回原处。6根据数据，给出E-V曲线，确定滴定终点；用二次微商法确定终点，比较两种结果。实验现象：溶液因加入了指示剂，随着K2Cr2O7溶液的加入，溶液由无色变成浅绿色最后变成紫色，可帮助指示滴定终点。当K2Cr2O7溶液加入的体积达到4.8mL时，电位发生突跃。实验结果：1实验数据记录如下：V（K2Cr2O7）（mL）0.01.02.03.04.04.44.6电位数（V）-388-432-456-476-504-524-542 4.74.84.95.05.15.26.07.09.0-559-649-719-745-762-772-789-801-813 2E-V曲线：曲线上拐点对应的体积即为滴定终点时所耗标准滴定溶液的体积。根据此曲线，当体积为4.8mL时，发生突跃。此时电动势数值为-649V。根据体积可计算出Fe2+ 的含量为0.0288 mol/L.3.二阶微商法(计算法)滴定体积 V1 Vep V22E/V2作E-V曲线所用数据作E/V -V曲线所用数据作2E/V 2-V曲线所用数据加K2Cr2O7溶液体积V/mLE-mVE/mVV/mLE/V加K2Cr2O7溶液体积V/mL2E/V 2加K2Cr2O7溶液体积V/mL0.0-388-441.0-440.520 1.01.0-432-241.0-241.52.0-456-201.0-202.542.03.0-476-281.0-283.5-83.04.0-504-200.4-504.2-31.43.854.4-524-180.2-904.5-133.34.354.6-542-170.1-1704.65-533.34.5754.7-559-900.1-9004.75-73004.74.8-649-700.1-7004.8520004.84.9-719-260.1-2604.9544004.95.0-745-170.1-1705.059005.005.1-762-100.1-1005.157005.3755.2-772-170.8-21.35.6174.895.3756.0-789-121.0-126.510.336.057.0-801-122.0-68.047.259.0-813计算如下：加入4.7mL时，2E/V 2=-7300; 加入4.8 mL时，2E/V 2=2000滴定剂体积/mL 4.7 x 4.82E/V 2 -7300 0 20004.8-4.7=x-4.72000+73000+7300x=4.78mL4.2E/V 2 - V曲线: 此曲线最高点与最低点连线与横坐标的交点即为滴定终点体积实验讨论：1.电位滴定: 每滴加一次滴定剂，平衡后测量电动势。关键: 确定滴定反应的化学计量点时,所消耗的滴定剂的体积;快速滴定寻找化学计量点所在的大致范围;突跃范围内每次滴加体积控制在0.1mL;记录每次滴定时的滴定剂用量（V）和相应的电动势数值（E），作图得到滴定曲线。2.电位滴定终点确定方法(1)E-V曲线法：图（a） 简单，准确性稍差。 (2)E/V - V曲线法：图（b） 一阶微商由电位改变量与滴定剂体积增量之比计算之。曲线上存在着极值点，该点对应着E-V 曲线中的拐点。3)2E/V 2 - V曲线法：图（c）。灵敏准确且不受试液底色的影响。 2E/V 2二阶微商计算：3在计量点时，二苯胺磺酸钠颜色如何变化二苯胺磺酸钠的氧化态为紫色，还原态为无色，变色的条件电极电位为0.85V。变色范围为0.850.059/2V，用K2Cr2O7滴定Fe2+的突跃范围的电位正好将指示剂的变色范围包含在内，故计量点时，指示剂由无色而氧化为紫色。4在本实验中为何要加H2SO4及H3PO4？ K2Cr2O7在酸性溶液中显示很强的氧化能力，因此要加1 mol/L H2SO4，此时Cr2O72-Cr3的条件电极电位为1.08，能使Fe2+氧化为Fe3+。 在1 mol/L H2SO4中EFe3+Fe2+0.68V，加入1：3（VV）的H3PO4后由于PO43-与Fe3+形成稳定的无色络离子Fe(PO4)23-，而使Fe3+Fe2+电对的条件电极电位降低，所以在有H3PO4存在的H2SO4介质中滴定Fe2+时，起始条件电极电位最低，滴定突跃最长。5. 从EV曲线上确定的计量点位置，是否位于突跃的中点？为什么？ 从EV曲线上确定的计量点位置，并不位于突跃的中点，因为在该氧化还原反应中所涉及的二个半反应为： Fe2+ e Fe3+ n11 Cr2O72- 14H 6e 2Cr37H2O n26 n1n2，所以等当点并不在滴定突跃的中点，而是偏向电子转移数较多的Cr2O72-一方。在这里是用K2Cr2O7滴定Fe2+，因此等当点偏向于滴定突跃的末端。6为什么氧化还原滴定可以用铂电极作为指示电极铂是一种性质稳定的惰性金属，当铂电极插入