实训十--氧化还原滴定法

1 实训十实训十 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 学习目标 1 认识氧化还原滴定法的特点 分类 2 说出高锰酸钾法 碘量法 亚硝酸钠法的原理 反应条件和应用 3 学会有关滴定液的配制与标定 4 会用氧化还原滴定法测定有关物质并计算含量 第一部分第一部分 学习准备学习准备 引导问题引导问题 1 请根据以前所学的知识 填写下表 请根据以前所学的知识 填写下表 反应类型反应类型反应式 注意配平 反应式 注意配平 氧化还原反氧化还原反 应应 2 在无机化学中学过的影响化学反应速度的外部因素有哪些 在氧化还原滴定中可用哪些 在无机化学中学过的影响化学反应速度的外部因素有哪些 在氧化还原滴定中可用哪些 措施来提高反应速度 措施来提高反应速度 3 找一下药典中哪些药物是用氧化还原滴定法测定的 写出至少两种 找一下药典中哪些药物是用氧化还原滴定法测定的 写出至少两种 4 简述碘量法 高锰酸钾法和亚硝酸钠法中的滴定液和指示剂 简述碘量法 高锰酸钾法和亚硝酸钠法中的滴定液和指示剂 第二部分第二部分 计划与实施计划与实施 引导问题引导问题 2 1 氧化还原滴定法常用的分类是什么 主要有哪几种 氧化还原滴定法常用的分类是什么 主要有哪几种 2 高锰酸钾法的滴定条件主要有哪些 高锰酸钾法的滴定条件主要有哪些 高锰酸钾法是以 KMnO4为滴定液 在强酸性溶液中直接或间接测定还原性或氧化性物 质含量的滴定分析法 KMnO4是一种强氧化剂 在强酸性溶液中能氧化很多还原性物质 而本身被还原为 Mn2 高锰酸钾法应在强酸性条件下进行滴定 酸度一般控制 H 为 1 2mol L 调节酸度以 稀硫酸 H2SO4 为宜 过高或过低的酸度容易产生副反应 因盐酸有还原性 能与 KMnO4滴定液反应 而硝酸有强氧化性 能与还原性被测物反 应 所以调节酸度只能用硫酸 高锰酸钾法一般无需另加指示剂 在化学计量点后过量半滴的 KMnO4滴定液就能使溶 液变成淡红色 指示出滴定终点 这种以滴定液本身的颜色变化指示终点的方法 称为自 身指示剂法 高锰酸钾法的另一特点是产物 Mn2 能对反应起催化作用 这种现象称为自动催化现 象 3 高锰酸钾滴定液能用直接法配制吗 如何配制 高锰酸钾滴定液能用直接法配制吗 如何配制 1 KMnO4滴定液的配制 KMnO4是强氧化剂 能与许多物质反应 纯品难以制得 所以 KMnO4滴定液只能用间 接法配制 配制后的 KMnO4溶液能与纯化水中的微量还原性杂质反应 在一段时间内使浓 度发生变化 所以应提前 7 10 天配制 配制后加热煮沸近 1 小时 并过滤除去杂质 KMnO4溶液能分解 光照时分解更快 所以 KMnO4溶液应贮存于棕色试剂瓶中 并放置于 暗处保存 2 KMnO4滴定液的标定 标定 KMnO4滴定液最常用的基准物质是草酸钠 Na2C2O4 反应方程式为 2KMnO4 5Na2C2O4 8H2SO42MnSO4 K2SO4 10CO2 5Na2SO4 8H2O 物质的量的关系为 2KMnO4 5Na2C2O4 4224 OCNaKMnO n2n5 计算公式为 4224 422 4 OCNaKMnO OCNa KMnO MV m 5 2 c 3 式中 Na2C2O4的质量 单位 g 422 OCNa m KMnO4的体积 单位 L 4 KMnO V Na2C2O4的摩尔质量 单位 g mol 422 OCNa M 也可用公式 计算 其中 V 的单位用 ml 1000 MV m 5 2 c 4224 422 4 OCNaKMnO OCNa KMnO 注意 本实验需通过加热来提高反应速度 但温度不宜过高 否则 C2O42 会分解 通 常加热至 75 85 趁热滴定 终点时溶液温度不低于 65 刚开始和近终点时反应速度较慢 应注意滴定速度的控制 4 高锰酸钾法有哪些实际应用 高锰酸钾法有哪些实际应用 高锰酸钾的氧化能力很强 能与很多还原性物质反应 如 可直接测定 H2O2 C2O4 2 Fe2 等还原性物质 也可用返滴定法测定 MnO2 PbO2 IO3 CrO42 BrO3 等氧化 性物质 还可用间接法测定一些非氧化还原性物质 如 Ca2 等的含量 例 8 1 用高锰酸钾法测定 FeSO4含量 方法如下 精密称取 FeSO4 7H2O 样品 0 6023g 用 6mol L 的 H2SO4调节 H 为 1 2mol L 用 KMnO4 0 02015mol L 滴定液滴定至粉红色 半分钟不褪色 为终点 消耗滴定液 20 10ml 已知 1ml KMnO4 0 02mol L 相当于 27 80mg 的 FeSO4 7H2O 求样品中 FeSO4 7H2O 的含量 解 已知 1ml KMnO4 0 02mol L 相当于 27 80mg 的 FeSO4 7H2O 即 T 2 780 10 2g ml 故 100 7 24 A TAT S FVT ggOHFeSO 47 93 100 6023 0 02 0 02015 0 10 201080 27 3 答 样品中 FeSO4 7H2O 的含量为 93 47 因 Fe2 易被空气中的 O2所氧化 所以测定 Fe2 时不能加热 而且注意称量应迅速 尽量缩短样品在空气中暴露的时间 双氧水 H2O2 是一种外用消毒剂 双氧水中 H2O2含量的测定也可用高锰酸钾法 高锰酸钾法的优点是应用范围广 滴定时不须另加指示剂 缺点是滴定液的稳定性较差 4 放置一段时间后的标准溶液需重新标定 5 什么是直接碘量法 直接碘量法常用于何种物质的测定 对介质有何要求 什么是直接碘量法 直接碘量法常用于何种物质的测定 对介质有何要求 6 什么是间接碘量法 间接碘量法中常用的滴定剂是什么 什么是间接碘量法 间接碘量法中常用的滴定剂是什么 间接碘量法是利用 I 的还原性测定氧化性物质含量的方法 测定时先将定量的氧化性 物质与过量的 KI 反应生成定量的 I2 然后用 Na2S2O3滴定液滴定析出的 I2 从而计算出氧 化性物质的含量 例如用间接碘量法测定 KMnO4 化学反应式为 2KMnO4 10KI 8H2SO4 2MnSO4 5I2 6K2SO4 8H2O I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6 连四硫酸钠 有关物质间的计量关系可表示如下 2KMnO4 5I2 10 Na2S2O3 即 KMnO4 5 Na2S2O3 故有 3224 OSNaKMnO nn5 根据上式可计算 KMnO4的含量 7 间接碘量法对介质的要求如何 为何要在专用的碘量瓶中进行滴定 间接碘量法对介质的要求如何 为何要在专用的碘量瓶中进行滴定 8 间接碘量法中所用的指示剂是什么 应在滴定开始前加入吗 间接碘量法中所用的指示剂是什么 应在滴定开始前加入吗 9 如何配制和标定 如何配制和标定 I2滴定液 滴定液 1 配制 升华法制得的纯碘可用直接法配制 但因 I2具有挥发性 难以准确称量 所以通常用 间接法配制 5 配制 1L 0 05mol L 的碘滴定液可在托盘天平上称取 13g 的 I2和 36g 的 KI 加适量纯化 水溶解后 再稀释至 1L 摇匀 贮存于棕色瓶中 暗处保存 2 标定 标定碘滴定液常用的基准物质是三氧化二砷 As2O3 俗称砒霜 剧毒 砒霜 剧毒 As2O3难 溶于水 易溶于碱溶液中 生成同样有还原性的亚砷酸盐 其反应如下 As2O3 6NaOH2Na3AsO3 3H2O 用硫酸中和过量的碱 并保持 pH 8 用待标定的 I2滴定液滴定 反应如下 Na3AsO3 I2 2NaHCO3Na3AsO4 2NaI 2CO2 H2O 有关物质间的计量关系为 As2O3 2Na3AsO3 2I2 即 As2O3 2I2 故 As2O3与 I2的物质的量的关系是 322 2 OAsI nn 操作步骤 以标定 0 05mol L I2滴定液为例 用减重法精密称取在 105 110 干燥至 恒重的基准 As2O3 0 15g 加 1mol L NaOH 溶液 10ml 稍微加热使之完全溶解 加纯化水 20ml 和甲基红指示剂 1 滴 滴加 0 5mol L H2SO4至溶液由黄色转变为微红色 再加 NaHCO3 2g 纯化水 50ml 淀粉指示剂 2ml 用待标 I2溶液滴定至溶液显浅蓝色为终点 按下式计 算 I2滴定液的浓度 1000 MV m2 c 322 32 2 OAsI OAs I 式中 As2O3的质量 单位 g 32O As m I2的体积 单位 ml 2 I V As2O3的摩尔质量 单位 g mol 32O As M 10 如何配制和标定 如何配制和标定 Na2S2O3滴定液 滴定液 1 配制 Na2S2O3 5H2O 为无色晶体 含有少量 S Na2SO3 Na2SO4等杂质 且易风化 因此只 能用间接法配制 另外 水中的微生物 CO2 空气中的 O2 日光等均能使 Na2S2O3分解 所以新配制的 Na2S2O3溶液不稳定 在配制时 需用新煮沸过放冷的纯化水 并加入少量 Na2CO3使溶液呈微碱性 以避免 Na2S2O3的分解 0 1mol L Na2S2O3溶液的配制方法 用托盘天平称取 Na2S2O3 5H2O 晶体 26g Na2CO3 固体 0 2g 加适量新煮沸的冷纯化水溶解并稀释至 1L 贮存于棕色瓶中 放置暗处 8 14 6 天后再进行标定 2 标定 标定 Na2S2O3滴定液的基准物质很多 最常用的是重铬酸钾 K2Cr2O7 K2Cr2O7在酸性 溶液中和过量 KI 作用生成定量的碘 I2 再用 Na2S2O3溶液滴定生成的 I2 可算出 Na2S2O3溶液的浓度 反应方程式为 K2Cr2O7 6KI 7H2SO44K2SO4 Cr2 SO4 3 3I2 7H2O I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6 有关物质间的计量关系可表示如下 K2Cr2O7 3I2 6Na2S2O3即 K2Cr2O7 6 Na2S2O3 K2Cr2O7与 Na2S2O3之间物质的量的关系是 722322 6 OCrKOSNa nn 操作步骤 以标定 0 1mol L Na2S2O3溶液为例 用减重法精密称取在 120 干燥至恒重 的基准 K2Cr2O7 0 15g 置于碘量瓶中 加 50ml 纯化水溶解 加 KI 2 0g 和 6mol L H2SO4 10ml 立即密塞 摇匀 水封 置于暗处 10 分钟后 用少量纯化水冲洗碘量瓶盖及瓶内 壁 再加纯化水 50ml 稀释 用待标定的 Na2S2O3溶液滴定至近终点 浅黄绿色 时 加淀 粉指示剂 2ml 继续滴定至蓝色消失而显亮绿色为终点 按下式计算 Na2S2O3滴定液的浓度 1000 6 722322 722 223 OCrKOSNa OCrK OSNa MV m c 式中 K2Cr2O7的质量 单位 g 722 OCrK m Na2S2O3的体积 单位 ml 322 OSNa V K2Cr2O7的摩尔质量 单位 g mol 722 OCrK M 另外 I2与 Na2S2O3滴定液的浓度也可以通过比较法标定 I2和 Na2S2O3滴定液中 若 有一滴定液的准确浓度已知 则另一滴定液就可以通过比较法求得其准确浓度 11 亚硝酸钠法的原理是什么亚硝酸钠法的原理是什么 滴定液是什么滴定液是什么 12 重氮化滴定法的滴定条件是什么 什么是快速滴定法 重氮化滴定法的滴定条件是什么 什么是快速滴定法 重氮化滴定法的反应条件 7 酸的种类和浓度 重氮化速度与酸的种类有关 在 HBr 或 HCl 中较快 在 H2SO4或 HNO3中较慢 而在 HBr 中又比在 HCl 中快 但由于 HBr 价格比较昂贵 所以常用 HCl 滴定时一般在 1 2mol L 的酸度下进行 酸度高时反应速度快 生成的重氮盐稳定 反应的温度 温度高反应速度快 但温度不宜过高 否则 HNO2也易分解逸失 故重氮化反应要求在 5 以下进行 如果采用 快速滴定法 则可在 30 以下进行 滴定速度 重氮化反应速度较慢 滴定速度不宜过快 若用 快速滴定法 则可 加快反应速度 快速滴定法 的操作方法是 将滴定管尖插入液面下约 2 3 处 在不断搅拌 下一次滴入大部分亚硝酸钠滴定液 近终点时将管尖提出液面 在不断搅拌下再缓缓滴定 这样 开始生成的亚硝酸在剧烈搅拌下向四方扩散并立即和芳伯胺反应 使反应完全 采用 快速滴定法 时 要求在近终点时 将滴定管尖端提出液面 故应预先计算出所 需消耗滴定液的大致体积 13 快速滴定法需估算消耗滴定液的体积 请计算下式 快速滴定法需估算消耗滴定液的体积 请计算下式 称取基准对氨基苯磺酸 分子量为 173 19 0 5026g 标定浓度约为 0 1mol L 的亚硝酸 钠滴定液 计算终点时消耗 NaNO2滴定液的大约体积 14 亚硝酸钠滴定法是如何指示终点的 亚硝酸钠滴定法是如何指示终点的 15 如何标定 如何标定 0 1mol L 的亚硝酸钠溶液 的亚硝酸钠溶液 标定 NaNO2的基准物质最常用的是对氨基苯磺酸 C6H7O3NS 对氨基苯磺酸难溶于水 须用氨水溶解 然后再用 HCl 中和 操作步骤 精密称取在 120 C 干燥至恒重的基准对氨基苯磺酸 0 5g 置于烧杯中 加 纯化水 30ml 及浓氨水 3ml 搅拌溶解后加浓盐酸 10ml 搅拌 在 30 C 以下用待标定的 NaNO2滴定液滴定 滴定时将滴定管尖端插入液面下约 2 3 处 随滴随搅拌 至近终点时 将滴定管尖端提出液面 用少量水洗涤尖端 洗涤液并入溶液中 继续缓缓滴定 用细玻 璃棒蘸取少许 在碘化钾 淀粉试纸上划过 如立即显蓝色划痕 停止滴定 并用玻璃棒 继续搅拌溶液 1 分钟后再划一次 若仍立即变为蓝色 说明已经到达终点 记下消耗 NaNO2体积 按下式计算其准确浓度 1000 MV m c NSOHCNaNO NSOHC NaNO 3762 376 2 8 式中 C6H7O3NS 的质量 单位 g NSOHC m 376 NaNO2的体积 单位 ml 2 NaNO V C6H7O3NS 的摩尔质量 单位 g mol NSOHC M 376 16 找出哪些药物的含量测定是用亚硝酸钠法 找出哪些药物的含量测定是用亚硝酸钠法 第三部分第三部分 评价与反馈评价与反馈 实例实例 1 维生素维生素 C 含量的测定含量的测定 用减重法精密称取维生素 C 样品 0 2g 置于锥形瓶中 加 2mol L 的醋酸溶液 10ml 加新煮沸过的冷纯化水 50ml 待样品完全溶解后 加入淀粉指示剂 1ml 立即用 I2滴定液 滴定至溶液由无色变为浅蓝色 30 秒内不褪色 为终点 记下消耗 I2滴定液的体积 平行 操作三次 每 1ml I2滴定液 0 05mol L 相当于 8 806mg 的 C6H8O6 即维生素 C 1 为什么要加入醋酸溶液且用新煮沸过的冷纯化水溶解维生素 C 2 写出计算维生素含量的公式 实例实例 2 磺胺嘧啶钠注射液的含量测定磺胺嘧啶钠注射液的含量测定 精密量取磺胺嘧啶钠注射液适量 约相当于磺胺嘧啶钠 0 6g 加水 40ml 浓盐酸 8ml 用亚硝酸钠滴定液 0 1mol L 滴定 滴定时将滴定管尖端插入液面下约 2 3 处 随 滴随搅拌 至近终点时 将滴定管尖端提出液面 用少量水洗涤尖端 洗涤液并入溶液中 继续缓缓滴定 用细玻璃棒蘸取少许 在碘化钾 淀粉试纸上划过 如立即显蓝色划痕 停止滴定 并用玻璃棒继续搅拌溶液 1 分钟后再划一次 若仍立即变为蓝色 说明已经到 达终点 记下消耗 NaNO2的体积 平行操作三次 每 1ml 亚硝酸钠滴定液 0 1mol L 相 当于 27 23mg 的 C10H9N4NaO2S 若有永停滴定仪 则只需把滴定装置置于永停滴定仪的电磁搅拌器之上 调节好电磁 搅拌器的转速 而不需用玻璃棒搅拌 化学计量点之前 溶液中无电流产生 指针不发生 偏转 计量点时 有电流产生 指针发生了偏转并且不再回到零位 根据指针发生偏转并 且不再回到零位指示终点到达 1 本法在何种温度下测定 称为什么法 指示终点的方法是什么 本法在何种温度下测定 称为什么法 指示终点的方法是什么 9 2 列出计算磺胺嘧啶钠注射液含量的公式 列出计算磺胺嘧啶钠注射液含量的公式 目标检测题目标检测题 一 填空一 填空 1 氧化还原滴定法是以 反应为基础的滴定分析法 2 标定 KMnO