實訓十--氧化還原滴定法

1、實訓十氧化還原滴定法【學習目標】1 .認識氧化還原滴定法的特點、分類。2 .說出高錳酸鉀法、碘量法、亞硝酸鈉法的原理，反應條件和應用。3 .學會有關滴定液的配制與標定。4 .會用氧化還原滴定法測定有關物質(zhì)并計算含量。第一部分學習準備引導問題1. 請根據(jù)以前所學的知識，填寫下表:反應類型反應式（注意配平）氧化還原反應2在無機化學中學過的影響化學反應速度的外部因素有哪些？在氧化還原滴定中可用哪些 措施來提高反應速度？3找一下藥典中哪些藥物是用氧化還原滴定法測定的？（寫出至少兩種）4.簡述碘量法、高錳酸鉀法和亞硝酸鈉法中的滴定液和指示劑。第二部分計劃與實施引導問題1氧化還原滴定法常用的分類是什么？主

2、要有哪幾種?2. 高錳酸鉀法的滴定條件主要有哪些？高錳酸鉀法是以 KMnO4為滴定液，在強酸性溶液中直接或間接測定還原性或氧化性物 質(zhì)含量的滴定分析法。KMnO4是一種強氧化劑，在強酸性溶液中能氧化很多還原性物質(zhì)，而本身被還原為Mn 2+o高錳酸鉀法應在強酸性條件下進行滴定，酸度一般控制H 為12mol/L。調(diào)節(jié)酸度以稀硫酸(H2SO)為宜。過高或過低的酸度容易產(chǎn)生副反應。因鹽酸有還原性，能與KMnO4滴定液反應，而硝酸有強氧化性，能與還原性被測物反應，所以調(diào)節(jié)酸度只能用硫酸。高錳酸鉀法一般無需另加指示劑。在化學計量點后過量半滴的KMnO4滴定液就能使溶液變成淡紅色，指示出滴定終點。這種以滴定

3、液本身的顏色變化指示終點的方法，稱為自身指示劑法。高錳酸鉀法的另一特點是產(chǎn)物Mn 能對反應起催化作用。這種現(xiàn)象稱為自動催化現(xiàn)象。3高錳酸鉀滴定液能用直接法配制嗎？如何配制？(1 ) KMnO4滴定液的配制KMnO4是強氧化劑，能與許多物質(zhì)反應，純品難以制得，所以KMnO4滴定液只能用間接法配制。配制后的 KMnO4溶液能與純化水中的微量還原性雜質(zhì)反應，在一段時間內(nèi)使?jié)?度發(fā)生變化，所以應提前710天配制。配制后加熱煮沸近1小時，并過濾除去雜質(zhì)。KMnO4 溶液能分解，光照時分解更快，所以KMnO4溶液應貯存于棕色試劑瓶中，并放置于暗處保存。(2) KMnO4滴定液的標定標定KMnO4滴定液最常

4、用的基準物質(zhì)是草酸鈉(Na2C2O4)。反應方程式為：2KMn04+ 5Na2C2O4+ 8H2SCH=2MnS04+ K2SO+ 10CC2 f + 5Na2SC4+ 8H2O 物質(zhì)的量的關系為：2KMnO45Na2C2O45n KMnO4 2nN a2C2O4計算公式為：2mNa2C2O4CKMn O45 VkmnOqM Na2C2O4式中：mNa2C2O4 Na2C2O4的質(zhì)量，單位：g；VKMnO4 -KMnO4 的體積，單位：L；M Na2c2o4Na2C2O4 的摩爾質(zhì)量，單位：g/mol ;也可用公式：CKMnO4 -一 1000計算，其中V的單位用ml。5 VKMnO4 M N

5、a2C2O4(1)本實驗需通過加熱來提高反應速度，但溫度不宜過高，否則C2O42 一會分解。通常加熱至7585 C,趁熱滴定，終點時溶液溫度不低于65C。(2)剛開始和近終點時反應速度較慢，應注意滴定速度的控制。4高錳酸鉀法有哪些實際應用？高錳酸鉀的氧化能力很強，能與很多還原性物質(zhì)反應。如：可直接測定H2O2、C2O4 2、+等還原性物質(zhì)；也可用返滴定法測定MnO2、PbO2、103、CQT、BrO3等氧化性物質(zhì)；還可用間接法測定一些非氧化還原性物質(zhì)，如ca等的含量?！纠? 1】 用高錳酸鉀法測定 FeSQ含量。方法如下：精密稱取 FeSQ7H2O 樣品 0.6023g,用 6mol/L 的

6、H2SO 調(diào)節(jié)H + 為 1 2mol/L。用 KMnO4(0.02015mol/L )滴定液滴定至粉紅色(半分鐘不褪色)為終點，消耗滴定液20.10ml。已知 1ml KMnO4 (0.02mol/L )相當于 27.80mg 的 FeSO 7H2O,求樣品中 FeSO4 7H2O 的含量。解：已知：1ml KMnO4 (0.02mol/L )相當于 27. 80mg 的 FeSO 7出0即 T= 2. 780X 102g/ ml故：FeSQ 7H2O%(g/g) Tt/aVtF 100%Sa30.0201527.80 10 3 20.10 -100% 93.47% 0.6023答：樣品中F

7、eSQ 7H2O 的含量為 93. 47%。因Fe2易被空氣中的O2所氧化，所以測定 Fe2時不能加熱，而且注意稱量應迅速，盡 量縮短樣品在空氣中暴露的時間。雙氧水(H2O2)是一種外用消毒劑，雙氧水中H2O2含量的測定也可用高錳酸鉀法。高錳酸鉀法的優(yōu)點是應用范圍廣，滴定時不須另加指示劑。缺點是滴定液的穩(wěn)定性較差，放置一段時間后的標準溶液需重新標定。5什么是直接碘量法？直接碘量法常用于何種物質(zhì)的測定？對介質(zhì)有何要求？6什么是間接碘量法？間接碘量法中常用的滴定齊惺什么?間接碘量法是利用 的還原性測定氧化性物質(zhì)含量的方法。 測定時先將定量的氧化性物 質(zhì)與過量的KI反應生成定量的12,然后用Na2S

8、2O3滴定液滴定析出的12,從而計算出氧化性 物質(zhì)的含量。例如用間接碘量法測定 KMnO4,化學反應式為：2KMnO4 + 10KI + 8H2SQ =2MnSO4 + 5b + 6K2SQ + 8H2O|2 + 2Na2S2O32NaI + Na2$O6(連四硫酸鈉)有關物質(zhì)間的計量關系可表示如下：2KMn O4 512 10 Na2$O3即KM nO4 5 Na2S2O3故有：5n KMnO4 n W2S2O3根據(jù)上式可計算KMnO4的含量。7間接碘量法對介質(zhì)的要求如何？為何要在專用的碘量瓶中進行滴定？&間接碘量法中所用的指示劑是什么？應在滴定開始前加入嗎?9 .如何配制和標定|2滴定液？

9、(1)配制升華法制得的純碘可用直接法配制，但因I2具有揮發(fā)性，難以準確稱量，所以通常用間接法配制。配制1L 0.05mol/L的碘滴定液可在托盤天平上稱取13g的b和36g的KI,加適量純化水溶解后，再稀釋至1L,搖勻，貯存于棕色瓶中，暗處保存。(2)標定標定碘滴定液常用的基準物質(zhì)是三氧化二砷(AS2O3)(俗稱砒霜，劇毒！)。AS2O3難溶于水，易溶于堿溶液中，生成同樣有還原性的亞砷酸鹽，其反應如下：AS2O3+ 6NaOH 2Na3AsO3+ 3H2O用硫酸中和過量的堿，并保持pH8,用待標定的12滴定液滴定，反應如下：Na3AsO3 + I2 + 2NaHCC3= Na3AsO4 + 2

10、NaI + 2CO2 T + H2O有關物質(zhì)間的計量關系為：AS2O32Na3AsO3212即AS2O32b故：As2O3與12的物質(zhì)的量的關系是n|22nAS2O3操作步驟：以標定 0.05mol/L I2滴定液為例，用減重法精密稱取在105110 C干燥至恒重的基準AS2O3 0.15g，加1mol/L NaOH溶液10ml，稍微加熱使之完全溶解，加純化水20ml和甲基紅指示劑1滴，滴加0.5mol/L H2SQ至溶液由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒓t色，再加NaHCC3 2g ,純化水50ml，淀粉指示劑 2ml。用待標b溶液滴定至溶液顯淺藍色為終點。按下式計算I22mAs2O31000V|2 M As2

11、O3單位：g;ml:滴定液的濃度：式中：mAS2O3 AS2O3的質(zhì)量，Vi2-12的體積，單位：M AS2O3AS2O3的摩爾質(zhì)量，單位：g/mol。10. 如何配制和標定 Na2S2O3滴定液？(1)配制Na2S2O3 5H2O為無色晶體，含有少量S Na2SQ、Na2SO等雜質(zhì)，且易風化，因此只能用間接法配制。另外，水中的微生物、CQ、空氣中的O2、日光等均能使 Na2S2O3分解，所以新配制的 Na2O3溶液不穩(wěn)定。在配制時，需用新煮沸過放冷的純化水，并加入少量 Na2CQ使溶液呈微堿性，以避免Na29O3的分解。0.1mol/L Na29O3溶液的配制方法：用托盤天平稱取Na2SO3

12、 5H2O晶體26g, Na2CC3固體0.2g,加適量新煮沸的冷純化水溶解并稀釋至1L,貯存于棕色瓶中，放置暗處814天后再進行標定。(2)標定標定Na203滴定液的基準物質(zhì)很多，最常用的是重鉻酸鉀（K?Cr2O7）。K2Cr2O7在酸性溶液中和過量 KI作用生成定量的碘（b）,再用Na2S2O3溶液滴定生成的12,可算出Na203溶液的濃度。反應方程式為:K2Cr2O7+ 6KI+ 7H2SO44K2SO4+ Cr2 ( SQ) 3+ 3I2+ 7H2OI2 + 2Na2S2O32Nal+ Na2$O6有關物質(zhì)間的計量關系可表示如下:K2Cr2O73126Na2S2O3 即 K2Cr2O7

13、 6 Na2S2O36nK2Cr2OK2Cr2O7與Na2S2O3之間物質(zhì)的量的關系是n Na2S2O3操作步驟：以標定 0.1mol/L Na2S2O3溶液為例：用減重法精密稱取在120 C干燥至恒重的基準K2Cr2O7 0.15g置于碘量瓶中，加 50ml純化水溶解，加 KI 2.0g和6mol/L H2SO 10ml ,立即密塞，搖勻，水封，置于暗處10分鐘后，用少量純化水沖洗碘量瓶蓋及瓶內(nèi)壁，再加純化水50ml稀釋，用待標定的 Na2SO3溶液滴定至近終點（淺黃綠色）時，加淀粉指示劑Na2SO3滴定液的濃度:2ml，繼續(xù)滴定至藍色消失而顯亮綠色為終點，按下式計算6mK2Cr27%3VZ

14、ZO3MO71000式中：mK2Cr2O7的質(zhì)量，單位：g;VNa2S2Oa -Na2S2O3的體積，單位：ml;M K2Cr2O7 -K2Cr2O7的摩爾質(zhì)量，單位：g/mol。K 2Cr2O7另外：b與Na2S2O3滴定液的濃度也可以通過比較法標定：I2和Na2S2O3滴定液中，若有一滴定液的準確濃度已知，則另一滴定液就可以通過比較法求得其準確濃度。11. 亞硝酸鈉法的原理是什么？滴定液是什么？12. 重氮化滴定法的滴定條件是什么？什么是快速滴定法？重氮化滴定法的反應條件（1）酸的種類和濃度：重氮化速度與酸的種類有關，在HBr或HCI中較快，在H2SQ或HNOs中較慢，而在 HBr中又比在

15、HCI中快，但由于 HBr價格比較昂貴，所以常用HCI。滴定時一般在12mol/L的酸度下進行，酸度高時反應速度快，生成的重氮鹽穩(wěn)定。(2)反應的溫度：溫度高反應速度快，但溫度不宜過高，否則HNO2也易分解逸失。故重氮化反應要求在 5C以下進行。如果采用快速滴定法”則可在30 C以下進行。(3)滴定速度：重氮化反應速度較慢。滴定速度不宜過快，若用快速滴定法”則可加快反應速度。 快速滴定法”的操作方法是：將滴定管尖插入液面下約2/3處，在不斷攪拌下一次滴入大部分亞硝酸鈉滴定液，近終點時將管尖提出液面，在不斷攪拌下再緩緩滴定。這樣，開始生成的亞硝酸在劇烈攪拌下向四方擴散并立即和芳伯胺反應，使反應完

16、全。采用 快速滴定法”時，要求在近終點時，將滴定管尖端提出液面，故應預先計算出所需消耗滴定液的大致體積。13. 快速滴定法需估算消耗滴定液的體積，請計算下式：稱取基準對氨基苯磺酸(分子量為173.19) 0.5026g,標定濃度約為 O.1mol/L的亞硝酸鈉滴定液，計算終點時消耗NaN02滴定液的大約體積。14 .亞硝酸鈉滴定法是如何指示終點的？15.如何標定 O.1mol/L的亞硝酸鈉溶液？標定NaN02的基準物質(zhì)最常用的是對氨基苯磺酸(C6H7O3NS),對氨基苯磺酸難溶于水，須用氨水溶解，然后再用HCI中和。操作步驟：精密稱取在120oC干燥至恒重的基準對氨基苯磺酸0.5g,置于燒杯中

17、，加純化水30ml及濃氨水3ml,攪拌溶解后加濃鹽酸 10ml,攪拌，在30oC以下用待標定的 NaN02 滴定液滴定。滴定時將滴定管尖端插入液面下約2/3處，隨滴隨攪拌，至近終點時，將滴定管尖端提出液面，用少量水洗滌尖端，洗滌液并入溶液中，繼續(xù)緩緩滴定，用細玻璃棒蘸取少許，在碘化鉀-淀粉試紙上劃過，如立即顯藍色劃痕， 停止滴定，并用玻璃棒繼續(xù)攪拌溶液1分鐘后再劃一次，若仍立即變?yōu)樗{色，說明已經(jīng)到達終點。記下消耗NaNO2體積。按下式計算其準確濃度。_mC6H7O3NS“CCCNaN2Vm1000VNaN2 M C6H7O3NS式中：mc6H7O3Ns C6H7O3NS 的質(zhì)量，單位：gMc6

18、h7o3ns-C6H7O3NS的摩爾質(zhì)量，單位：g/mol。16找出哪些藥物的含量測定是用亞硝酸鈉法？第三部分 評價與反饋實例 1:維生素 c 含量的測定用減重法精密稱取維生素 C樣品0.2g,置于錐形瓶中，加 2mol/L的醋酸溶液10ml，加 新煮沸過的冷純化水 50ml，待樣品完全溶解后，加入淀粉指示劑1ml，立即用12滴定液滴定至溶液由無色變?yōu)闇\藍色(30秒內(nèi)不褪色)為終點。記下消耗12滴定液的體積。平行操作三次。每1ml I2滴定液(0.05mol/L)相當于8.806mg的C6H8O6 (即維生素C)。1 為什么要加入醋酸溶液且用新煮沸過的冷純化水溶解維生素C？2寫出計算維生素含量

19、的公式。實例 2: 磺胺嘧啶鈉注射液的含量測定精密量取磺胺嘧啶鈉注射液適量(約相當于磺胺嘧啶鈉 0.6g)，加水40ml，濃鹽酸8ml，用亞硝酸鈉滴定液(0.1mol/L )滴定。滴定時將滴定管尖端插入液面下約2/3處，隨滴隨攪拌，至近終點時，將滴定管尖端提出液面，用少量水洗滌尖端，洗滌液并入溶液中，繼續(xù)緩 緩滴定， 用細玻璃棒蘸取少許， 在碘化鉀淀粉試紙上劃過， 如立即顯藍色劃痕， 停止滴定， 并用玻璃棒繼續(xù)攪拌溶液 1 分鐘后再劃一次， 若仍立即變?yōu)樗{色， 說明已經(jīng)到達終點。 記下 消耗NaNO2的體積。平行操作三次。每 1ml亞硝酸鈉滴定液(0.1mol/L )相當于27.23mg的 C

20、10H9N4NaO2s 。若有永停滴定儀， 則只需把滴定裝置置于永停滴定儀的電磁攪拌器之上， 調(diào)節(jié)好電磁攪 拌器的轉(zhuǎn)速， 而不需用玻璃棒攪拌。 化學計量點之前， 溶液中無電流產(chǎn)生， 指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 計量點時， 有電流產(chǎn)生， 指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)并且不再回到零位。 根據(jù)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)并且不再回 到零位指示終點到達。1本法在何種溫度下測定？稱為什么法？指示終點的方法是什么？2列出計算磺胺嘧啶鈉注射液含量的公式。目標檢測題一、填空1氧化還原滴定法是以 反應為基礎的滴定分析法。2標定 KMnO4 的基準物質(zhì)可用 ，標定 I2 滴定液的基準物質(zhì)可用，標定 Na2S2O3 的基準物質(zhì)可用 。3直接碘量法是利用碘的 性，可直接測定 的含量。