实训十氧化还原滴定法

1、实训十 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 学习准备引导问题1请根据以前所学的知识，填写下表：反应类型反应式（注意配平）氧化还原 反 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）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。第二部分 计划与实施引导问题1氧化还原滴定法常用的分类是什么？主要有哪几种？2

2、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

3、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？（ 1） KMnO4 滴定液的配制KMnO 4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，在一段时间使浓度 发生变化，所以应提前 710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） KM

4、nO4 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：2KMnO45Na2C2O48H2SO42MnSO4K2SO410CO25Na2SO48H2O 物质的量的关系为：2KMnO4 5Na2C2O45nKMnO 4 2nNa2C2O4计算公式为：2mNa2C2O4cKMnO45 VKMnO4 M Na2C2O4式中： mNa2C2O4 Na2C2O4 的质量，单位： g；KMnO4 的体积，单位： L；M Na2C2O4 Na 2C2O4的摩尔质量，单位： g/mol ；m也可用公式： cKMnO4 2Na2C2O41000计算，其中 V 的单

5、位用 ml。5 VKMnO4 M Na2C2O4（）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 7585，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 81】 用高锰酸钾法测定 FeSO4 含量。方法如下：精密称取 FeSO4

6、7H2O样品 0.6023g，用 6mol/L 的 H2SO4调节H为12mol/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 FeSO47H2O，求样品中 FeSO47H2O 的含量。解：已知： 1ml KMnO 4（ 0.02mol/L ）相当于 27. 80mg 的FeSO47H2O即 T2. 780102g/ ml故：FeSO4 7H 2O%( g / g ) TT/ AVTF 100%SA27.80 10 3 20.10 0.02015

7、0.02 100% 93.47%0.6023答：样品中FeSO47H2O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围广， 滴定时不须另加指示剂。 缺点是滴定液的稳定性较差， 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？6什么是间接碘量法？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。

8、 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 8H2OI2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6（连四硫酸钠） 有关物质间的计量关系可表示如下：2KMnO45I210 Na2S2O3即KMnO45 Na2S2O3故有：5nKMnO 4 nNa2S2O3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？8间接碘量法中所用的指示

9、剂是什么？应在滴定开始前加入吗？9如何配制和标定 I2 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。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！ ）。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 pH8，用待标定的

10、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： As2O32Na3AsO32I2 即 As2O32I2故： As2O3与 I2的物质的量的关系是nI2 2nAs2O3操作步骤：以标定 0.05mol/L I 2滴定液为例，用减重法精密称取在 105110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

11、，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：2mAs2O3式中： -As2O3 的质量，单位： g；cI2As2O31000VI2M As2O3I2的体积，单位： ml；As2O3的摩尔质量，单位： g/mol 。10如何配制和标定 Na2S2O3滴定液？（1）配制Na2S2O35H2O 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

12、少量 Na2CO3 使溶液呈微碱性，以避免 Na2S2O3的分解。0.1mol/L Na 2S2O3溶液的配制方法：用托盘天平称取Na2S2O35H2O 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 814 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：K2Cr2O76KI7H2SO44K2SO4Cr2（SO4

13、）3 3I27H2OI22Na2S2O3 2NaINa2S4O6有关物质间的计量关系可表示如下：K2Cr2O73I26Na2S2O3即 K2Cr2O76 Na2S2O3K2 Cr2O7与 Na2S2O3 之间物质的量的关系是 nNa2S2O3 6nK2Cr2O7Na2S2O3 滴定液的浓度：1000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

14、瓶盖及瓶壁，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6mK2Cr2O7cNa2S2O33 VNa 2 S2O3 M K 2Cr 2O 7式中： mK2Cr2O7 K2Cr2O7 的质量，单位： g；VNa2S2O3 Na2S2O3 的体积，单位： ml；M K 2Cr2O7 K2Cr2O7 的摩尔质量，单位： g/mol 。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

15、求得其准确浓度。11亚硝酸钠法的原理是什么？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？重氮化滴定法的反应条件（）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。HNO2 也易分解逸失。）反应的温度：温度高反应速度快，但温度不宜过高，否则 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

16、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：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

17、 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？15如何标定 0.1mol/L 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 120oC 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 30oC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

18、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。mC6H7O3NScNaNO2 1000 VNaNO2 M C6H7O3NS式中：mC6H 7O3NS C6H7O3NS的质量，单位： gNaNO2 的体积，单位： ml ； M C6H 7O3NS C6H7O3NS的摩尔质量，单位： g/mol 。16找出哪些药物的含量测定是用亚硝酸钠法？第三部分 评价与反馈实例 1:维生素 C 含量的测定用减重法精密称取维生素 C 样品 0

19、.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 2: 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

20、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？2列出计算磺胺嘧啶钠注射液含量的公式。目标检测题一、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 K