项目三认识氧化还原滴定应用化工技术专业群化学分析技术36课

项目三

认识氧化还原滴定

应用化工技术专业群资源库化学分析技术教学目标具有进行氧化还原反应方程式的配平及氧化值的计算的能力。具有利用Nernst方程计算氧化还原电对在不同条件下电极电势、进行氧化剂，还

原剂的强弱判断；氧化还原反应进行的方向和次序判断；选择氧化剂还原剂的能

力。具有利用元素电势图判断歧化反应能否发生能力。具有利用氧化还原平衡的原理，进行物质的定量分析的能力。能力目标教学目标

理解氧化值、氧化还原反应、氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂、氧化态、

还原态、电对、电极电势、标准电极电势等基本概念；

掌握原电池的组成、原理、电极反应，了解原电池符号表示方法；掌握Nernst方程及其计算。掌握KMnO4滴定法、碘量法的原理；知识目标教学目标

培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；培养安全、环保、健康生产意识；培养分析问题和解决问题的能力；

创新能力培养等。

素质目标目录contents3.1氧化还原反应的基本概念3.2电极电势3.3电极电势的应用3.4元素电势图及其应用3.5氧化还原滴定法3.6常用的氧化还原滴定法3.5氧化还原滴定法

氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的滴定分析法。它的应用很广泛，可以用来直接测定氧化剂和还原剂，也可用来间接测定一些能和氧化剂或还原剂定量反应的物质。氧化还原滴定中的氧化态和还原态的浓度逐渐改变，有关电对的电极电势也随之变化。以溶液的电极电势为纵坐标，加入的标准溶液为横坐标作图，得到的曲线。一.氧化还原滴定曲线0.1000mol•L-1Ce4+滴定0.1000mol•L-1Fe2+的滴定曲线（1mol•L-1H2SO4）3.5氧化还原滴定法

3.5氧化还原滴定法0.1000mol•L-1Ce4+滴定0.1000mol•L-1Fe2+的滴定曲线（1mol•L-1H2SO4）

滴定开始后，溶液中存在两个电对，根据能斯特方程式，两个电对电极电势分别为其中分别是：

θ’(Fe3+／Fe2+)=0.68V

θ’(Ce4+／Ce3+)=1.44V

在滴定过程中，每加入一定量滴定剂，反应达到一个新的平衡，此时两个电对的电极电势相等。因此，溶液中各平衡点的电势可选用便于计算的任何一个电对来计算。

化学计量点前：溶液中存在过量的Fe2+，滴定过程中电极电势的变化可根据Fe3+／Fe2+电对计算，此时

(Fe3+／Fe2+)值随溶液中c(Fe3+)/c(Fe2+)的改变而变化。c(Fe2+)剩余0.1％时3.5氧化还原滴定法

化学计量点后，加入了过量的Ce4+，因此可利Ce4+/Ce3+电对来计算,当Ce4+过量0.1％时化学计量点时两电对的电势相等，故可以联系起来计算。令化学计量点时的电势为

sp。则3.5氧化还原滴定法

3.5氧化还原滴定法

对于Ce(SO4)2溶液滴定Fe2+，化学计量点时的电极电势为：

滴定电势突跃：化学计量点前Fe2+剩余0.1％到化学计量点后Ce4+过量0.1％，溶液的电极电势值由0.86V增加至1.26V的变化。此时电势的改变为0.40V。电势突跃的大小与氧化剂、还原剂两电对的条件电极电势的差值有关。条件电极电势相差越大，突跃越大；反之亦然。

电势突跃的范围是选择氧化还原指示剂的依据。

KMnO4溶液在不同介质中的滴定Fe2+的滴定曲线

氧化还原滴定曲线，常因滴定介质的不同而改变其位置和突跃的大小。3.5氧化还原滴定法二.氧化还原指示剂

本身具有氧化还原性质的有机化合物，它的氧化态和还原态具有不同颜色，能因氧化还原作用而发生颜色变化。例如常用的氧化还原指示剂二苯胺磺酸钠，它的氧化态呈红紫色，还原态是无色的。当用K2Cr2O7溶液滴定Fe2+到化学计量点时，稍过量的K2Cr2O7，即将二苯胺磺酸钠由无色的还原态氧化为红紫色的氧化态，指示终点的到达。InRed3.5氧化还原滴定法1.氧化还原指示剂

氧化还原指示剂的半反应可用下式表示

InOx（氧化态）十neInRed（还原态）

为指示剂的标准电极电势。当溶液中氧化还原电对的电势改变时，指示剂的氧化态和还原态的浓度比也会发生改变，因而使溶液的颜色发生变化。3.5氧化还原滴定法当c(InOx)/c(InRed)≥10时，溶液呈现氧化态的颜色

当c(InOx)/c(InRed)≤1/10时，溶液呈现还原态的颜色

故指示剂变色的电势范围:

3.5氧化还原滴定法当n=1时，指示剂变色的电势范围为当n=2时，指示剂变色的电势范围为

由于此范围甚小，一般就可用指示剂的标准电极电势来估量指示剂变色的电势范围。

一些氧化还原指示剂的条件电极电势及颜色变化

指示剂

φ

Inθ

／Vc(H+)=1mol·L－1

颜色变化氧化态还原态

次甲基蓝二苯胺二苯胺磺酸钠邻苯氨基苯甲酸邻二氮杂菲－亚铁0.360.760.840.891.06

蓝紫红紫红紫浅蓝

无色无色无色无色红3.5氧化还原滴定法

有些标准溶液或被滴定物质本身有很深的颜色，而滴定产物无色或颜色很淡，在滴定时，这种试剂稍一过量就很容易察觉，该试剂本身起着指示剂的作用。

例如KMnO4本身显紫红色，而被还原的产物Mn2+则几乎无色，所以用KMnO4来滴定无色或浅色还原剂时，一般不必另加指示剂，化学计量点后，MnO4-过量2×10-6mol/L即使溶液呈粉红色。KMnO4就是自身指示剂。2.自身指示剂3.5氧化还原滴定法

有些物质本身并不具有氧化还原性，但它