分析化学-学习情境二项目5-双氧水中过氧化氢含量的测定-氧化还原滴定法(高锰酸钾法)课件

分析化学-学习情境二项目5双氧水中过氧化氢含量的测定——氧化还原滴定法（高锰酸钾法）学习目标工作任务知识准备实践操作1234应知应会5目录项目五双氧水中过氧化氢含量的测定

——氧化还原滴定法（高锰酸钾法）氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定方法，也是在滴定分析中应用最广泛的方法之一，能够直接或间接地测定很多无机化合物和有机化合物。特别是许多有机化合物都具有氧化性或者还原性，因此原则上都能够用氧化还原滴定法测定其含量。在氧化还原滴定中，可以作为滴定剂的氧化剂或还原剂的种类较多，它们的反应条件又各不相同，所以氧化还原滴定法通常按照所采用的氧化剂或还原剂的种类而进—步分类为高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法等等。因此在学习氧化还原滴定分析法时，不仅要掌握氧化还原平衡和氧化还原滴定的—般原理和方法，而且还要具体地研究各种特殊的氧化还原滴定方法，掌握它们的特殊规律。一、学习目标知识目标1.了解氧化还原滴定法的滴定原理；2.掌握高锰酸钾法测定过氧化氢含量的原理和方法；3.掌握高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件；4.掌握用Na2C2O4基准试剂标定高锰酸钾溶液浓度的原理、方法及滴定条件。能力目标1.能配制和标定高锰酸钾标准溶液；2.能测定双氧水中过氧化氢含量；3.能根据高锰酸钾自身的颜色判断滴定终点；4.能正确表示实验结果。二、工作任务编号任务名称要求实验用品1高锰酸钾标准溶液的配制1.掌握配制标准溶液所需药品的计算方法；2.了解粗配标准溶液所需的仪器设备。3.

不要将过氧化氢和高锰酸钾溶液洒在衣服和手上；4.配好的KMnO4液应贮存在棕色瓶里，以免光对KMnO4催化分解。仪器：分析天平、台秤、棕色试剂瓶、微孔玻璃砂芯漏斗、加热装置、酸式滴定管(50mL)、洗耳球、洗瓶、锥形瓶(250mL)、量筒（10mL）容量瓶（250mL）、移液管（25mL）、药品：KMnO4(S)、H2SO4（3mol·L-1）、Na2C2O4基准试剂、0.02mol·L-1KMnO4溶液、双氧水（30%）、0.02mol·L-1KMnO4标准溶液、H2SO4（3mol·L-1）、蒸馏水、2高锰酸钾标准溶液的标定1.滴定管必须清洗干净，读数时应读取液面刻度值(KMnO4液色深，弯月面不易看出)；2.滴定开始时，先加1滴KMnO4溶液，旋摇锥形瓶使溶液褪色后，再加第二滴，随着褪色加快，滴定速度可适当加快。临近终点时，逐滴加入，至溶液呈微红色并保持30s不褪色为止；3.学会终点判断及准确读数，终点指示剂的颜色一定是突变。3双氧水中过氧化氢含量的测定1.准确判断滴定终点，至溶液呈微红色并保持30s不褪色为止；2.准确配制一定浓度的双氧水溶液，3.正确操作移液管并能准确移取溶液。4实验数据记录与整理1.将实验结果填写在实验数据表格中，给出结论并对结果进行评价；2.写出检验报告实验记录本、实验报告三、知识准备高锰酸钾法是以KMnO4为标准滴定溶液进行滴定分析的氧化还原法。在强酸性介质中，KMnO4获得5个电子被还原成Mn2+。其基本反应为：MnO4－＋8H＋＋5eMn2＋＋4H2OH2O2在酸性溶液中是强氧化剂，但遇强氧化剂（如KMnO4）时又表现为还原剂。因此，在酸性溶液中可用KMnO4标准滴定溶液直接滴定H2O2。其反应为2MnO4－＋5H2O2＋6H＋

2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O反应在室温、稀硫酸溶液中进行，开始时反应速度较慢，但随着反应的进行，生成的Mn2+可起催化作用（或加入MnSO4）使反应加快。以KMnO4自身为指示剂。用KMnO4溶液直接滴定至微红色，30s内不退色为终点。四、实践操作任务10.02mol·L-1KMnO4溶液的配制操作步骤（1）计算需称取KMnO4固体的质量：0.02×1000×10-3×158=3.16（g）（2）用台秤称取高锰酸钾3.2g，加蒸馏水1000ml，煮沸20～30min，期间补充一定量的蒸馏水，以保持溶液体积不变；（3）冷却后转人棕色瓶中密闭避光保存，5天后用微孔玻璃砂芯漏斗过滤待标定。四、实践操作任务2KMnO4标准溶液的标定操作步骤（1）准确称取预先干燥过的Na2C2O4基准物质0.15～0.20g左右于250mL锥形瓶中；（2）加40mL蒸馏水和10mL3mol·L-1的硫酸溶液于锥形瓶中；（3）加热至75℃～85℃，趁热自滴定管中逐滴加人待标定的高锰酸钾溶液（开始时速度要慢，待第一滴KMnO4溶液滴入紫红色退去后再滴入第二滴），滴定至溶液恰变微红色并保持30秒不褪色为终点。当滴定完成时，溶液温度应不低于55℃。2023/7/78四、实践操作任务3双氧水中过氧化氢含量的测定操作步骤（1）用移液管移取1.00mL（H2O2含量约30%），置于250.0mL容量瓶中（容量瓶中先装入半瓶水），用水稀释至标线充分摇匀。（2）移取该溶液25.00mL于锥形瓶中，加10mL3mol·L-1H2SO4；（3）用KMnO4标准溶液滴定至微红色在半分钟内不退色为终点，平行测定3份；（4）记下所消耗的KMnO4标准滴定溶液的体积，并计算H2O2的含量。

2023/7/79四、实践操作任务4实验数据记录与整理（1）KMnO4标准溶液标定的数据处理

①计算公式式中

c（KMnO4）KMnO4标准溶液的浓度，mol·L-1

mNa2C2O4Na2C2O4

基准试剂的质量，g

MNa2C2O4

Na2C2O4基准试剂的摩尔质量，g·mol-1

V

KMnO4

KMnO4溶液的用量，mL。

②数据记录与处理（见表2-5-2）

四、实践操作表2-5-2KMnO4标准溶液标定

编号项目123倾样前称量瓶+试样质量g倾样后称量瓶+试样质量g

g滴定消耗KMnO4的体积VmLc（KMnO4）mol·L-1c（KMnO4）平均值mol·L-1极差极差/平均值×100%四、实践操作（2）过氧化氢含量测定的数据处理①计算公式：

=式中W(H2O2)

——H2O2含量，g/L；

VKMnO4

——消耗的KMnO4标准溶液的体积mL；

MH2O2——H2O2的摩尔质量，g/mol；

V

H2O2

——H2O2(30%)的体积；

cKMnO4

——盐酸标准溶液的物质的量浓度，mol/L。②数据记录与处理（见表2-5-3）表2-5-3混合碱中各组分含量的测定记录

编号项目123KMnO4终读数mLKMnO4初读数mLKMnO4用量V(KMnO4)mL

g/mL

g/mL相对平均偏差四、实践操作五、应知应会1．高锰酸钾的性质KMnO4是强氧化剂，它的氧化作用和溶液的酸度有关，在不同介质中氧化能力和还原产物有所不同。在强酸性溶液中：MnO4－＋8H＋＋5e

Mn2＋＋4H2O在中性或弱碱性溶液中：MnO4－＋2H2O＋3eMnO2↓＋4OH－

在强碱性溶液中：MnO4－＋eMnO42－

强酸中性或弱碱性强碱五、应知应会由于MnO2沉淀为褐色，影响滴定终点观察，所以用KMnO4标准溶液进行滴定一般在强酸性溶液中进行，所用的强酸通常是H2SO4，避免使用HCl或HNO3（因为HCl具还原性也能与MnO4－作用，而HNO3具有氧化性，它可能氧化被测定的物质）。利用KMnO4作氧化剂，可直按滴定许多还原性物质，如Fe2+

、H2O2、草酸盐、As3+

、Sb3+

、W5+

及V4+

等。有些氧化性物质，如不能用KMnO4溶液直接滴定，则可用间接法测定之。MnO4－是深紫色，用它滴定无色或浅色试液时一般不需另加指示剂，因为MnO4－被还原后的Mn2+在浓度低时几乎无色，因此利用等当点后微过量的MnO4－本身的颜色（粉红色）来指示终点。五、应知应会2．高锰酸钾标准滴定溶液配制和标定纯的KMnO4溶液是相当稳定的，一般的KMnO4试剂中常含有少量MnO2和杂质，而且蒸馏水中常含微量还原性物质，它们都促进KMnO4溶液的分解，见光时分解的更快，所以KMnO4不能直接配制标准溶液，而只能用间接配制法进行配制。为了配制较稳定的KMnO4溶液，可称取稍多于理论量的KMnO4溶于蒸馏水中，加热煮沸，冷却后贮于棕色瓶中，于暗处放置5-7天，使溶液中可能存在的还原性物质完全氧化，然后过滤除去析出的MnO2沉淀。正确配制的KMnO4溶液，必须呈中性，不含MnO2↓，保存在玻塞棕色瓶中，放置暗处，久放后的KMnO4溶液使用时应重新标定其浓度。KMnO4溶液可用还原剂作基准来标定。如：H2C2O4·2H2O、Na2C2O4、(NH4)2C2O4、As2O3、FeSO4·7H2O、(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O和纯铁丝等。其中以Na2C2O4使用较多。Na2C2O4容易提纯，性质稳定，不含结晶水，在105～110℃烘干约2h后冷却，就可使用。在H2SO4溶液中，MnO4－与C2O42－的反应为2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O五、应知应会五、应知应会为了使此反应能定量地较迅速地进行，应注意下述滴定条件：（1）温度在室温下此反应的速度缓慢，因此应将溶液加热至75～85℃，但温度不宜过高，否则在酸性溶液中会使部分H2C2O4发生分解H2C2O4=CO2↑+CO+H2O（2）酸性溶液保持足够的酸度，一般在开始滴定时，溶液的酸度约为0.5~1mol/L，酸度不够时，往往容易生成MnO2↓，酸度过高又会促使H2C2O4分解。（3）滴定速度由于MnO4－与C2O42－的反应是自动催化反应，滴定开始时，加入的第一滴KMnO4溶液褪色很慢（因为这时溶液中仅存在极少量Mn2+），所以