雙氧水中過氧化氫的測定高錳酸鉀法

1、-. z.實(shí)驗十四過氧化氫含量的測定高錳酸鉀法【目的要求】1.掌握高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定方法。2.學(xué)習(xí)高錳酸鉀法測定過氧化氫含量的方法?！緦?shí)驗原理】H2O2是醫(yī)藥、衛(wèi)生行業(yè)上廣泛使用的消毒劑，它在酸性溶液中能被KMnO4定量氧化而生成氧氣和水，其反響如下：5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2+8H2O+5O2滴定在酸性溶液中進(jìn)展，反響時錳的氧化數(shù)由+7變到+2。開場時反響速度慢，滴入的KMnO4溶液褪色緩慢，待Mn2+生成后，由于Mn2+的催化作用加快了反響速度。生物化學(xué)中，也常利用此法間接測定過氧化氫酶的活性。在血液中參加一定量的H2O2，由于過氧化氫酶能使過氧化氫分解，作用完后

2、，在酸性條件下用標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴定剩余的H2O2，就可以了解酶的活性?！緝x器試劑】臺秤0.1g、天平0.1mg，試劑瓶棕色，酸式滴定管棕色，50cm3，錐形瓶250cm3，移液管10cm3、25cm3；H2SO43 moldm-3， KMnO4(s)，Na2C2O4(s,AR.)，雙氧水樣品工業(yè)?！緦?shí)驗步驟】1. KMnO4溶液0.02 moldm-3的配制稱取1.7g左右的KMnO4放入燒杯中，加水500cm3，使其溶解后，轉(zhuǎn)入棕色試劑瓶中。放置7-10天后，用玻璃砂芯漏斗過濾。殘渣和沉淀則倒掉。把試劑瓶洗凈，將濾液倒回瓶內(nèi)，待標(biāo)定。2. KMnO4溶液的標(biāo)定準(zhǔn)確稱取0.150.20g預(yù)

3、先枯燥過的Na2C2O4三份，分別置于250cm3錐形瓶中，各參加40cm3蒸餾水和10cm33 moldm-3 H2SO4，水浴上加熱直約75-85。趁熱用待標(biāo)定的KMnO4溶液進(jìn)展滴定，開場時，滴定速度宜慢，在第一滴KMnO4溶液滴入后，不斷搖動溶液，當(dāng)紫紅色退去后再滴入第二滴。溶液中有Mn2+產(chǎn)生后，滴定速度可適當(dāng)加快，近終點(diǎn)時，紫紅色褪去很慢，應(yīng)減慢滴定速度，同時充分搖動溶液。當(dāng)溶液呈現(xiàn)微紅色并在半分鐘不褪色，即為終點(diǎn)。計算KMnO4溶液的濃度。滴定過程要保持溫度不低于60。3. H2O2含量的測定：用移液管吸取5.00cm3雙氧水樣品H2O2含量約5%，置于250cm3容量瓶中，加水

4、稀釋至標(biāo)線，混合均勻。吸取25cm3上述稀釋液三份，分別置于三個250cm3錐形瓶中，各參加5cm33 moldm-3 H2SO4，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定之。計算樣品中H2O2的含量。四、實(shí)驗記錄與數(shù)據(jù)處理KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度mol/L混合液體積(ml)2.002.002.00滴定初始讀數(shù)(ml)第一終點(diǎn)讀數(shù)(ml)V(ml)平均V(ml)CH2O2(g/L)【思考題】1. 用KMnO4滴定法測定雙氧水中H2O2的含量，為什么要在酸性條件下進(jìn)展能否用HNO3或HCl代替H2SO4調(diào)節(jié)溶液的酸度2. 用KMnO4溶液滴定雙氧水時，溶液能否加熱為什么3. 為什么本實(shí)驗要把市售雙氧水稀釋后才進(jìn)展

5、滴定4本實(shí)驗過濾用玻璃砂漏斗，能否用定量濾紙過濾？5用Na2C2O4標(biāo)定KMnO4溶液濃度時，酸度過高或過低有無影響溶液的溫度對滴定有無影響 6. 配制KMnO4溶液時為什么要把KMnO4水溶液煮沸配好的KMnO4溶液為什么要過濾后才能使用 7如果是測定工業(yè)品H2O2，一般不用KMnO4法，請你設(shè)計一個更合理的實(shí)驗方案 【附注】1. KMnO4溶液在加熱及放置時，均應(yīng)蓋上外表皿。 2. KMnO4作為氧化劑通常是在H2SO4酸性溶液中進(jìn)展，不能用HNO3或HCl來控制酸度。在滴定過程中如果發(fā)現(xiàn)棕色混濁，這是酸度缺乏引起的，應(yīng)立即參加稀H2SO4，如已到達(dá)終點(diǎn)，應(yīng)重做實(shí)驗。 3. 標(biāo)定KMnO4

6、溶液濃度時，加熱可使反響加快，但不應(yīng)熱至沸騰，因為過熱會引起草酸分解，適宜的溫度為7585。在滴定到終點(diǎn)時溶液的溫度應(yīng)不低于60。 4. 開場滴定時反響速度較慢，所以要緩慢滴加，待溶液中產(chǎn)生了Mn2+后，由于Mn2+對反響的催化作用，使反響速度加快，這時滴定速度可加快；但注意不能過快，近終點(diǎn)時更須小心地緩慢滴入。實(shí)驗十一 高錳酸鉀法-雙氧水中H2O2含量的測定 一、實(shí)驗?zāi)康牧私釱MnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定方法； 熟悉KMnO4與Na2C2O4的反響條件，正確判斷滴定終點(diǎn)； 學(xué)會用高錳酸鉀法測定雙氧水中H2O2的含量 的原理和方法。 二、實(shí)驗原理市售的高錳酸鉀常含有少量雜質(zhì)，如硫酸鹽、氯化物、

7、硝酸鹽及MnO2等，因此不能用準(zhǔn)確稱量的高錳酸鉀來直接配制準(zhǔn)確濃度的溶液。KMnO4氧化力強(qiáng)，還易和水中的有機(jī)物、空氣中的塵埃及氨等復(fù)原性物質(zhì)作用；KMnO4能自行分解，其分解反響如下： 4KMnO4 + 2H2O = 4MnO2 + 4KOH + 3O2分解速度隨溶液的pH值而改變。在中性溶液中，分解很慢，但Mn2+離子和MnO2能加速KMnO4的分解，見光則分解得更快。由此可見，KMnO4溶液的濃度容易改變，必須正確地配制和保存。 正確配制和保存的KMnO4溶液應(yīng)呈中性，不含MnO2，這樣，濃度就比擬穩(wěn)定，放置數(shù)月后濃度大約只降低0.5%。但是如果長期使用，仍應(yīng)定期標(biāo)定。 標(biāo)定KMnO4溶

8、液的基準(zhǔn)物有As2O3、 鐵絲、H2C2O4H2O和Na2C2O4等，其中以Na2C2O4最為常用。Na2C2O4易純制，不易吸濕，性質(zhì)穩(wěn)定。在酸性條件下，用Na2 C2O4標(biāo)定KMnO4的反響為： 2MnO4-+5C2O42-+16H2Mn2+10CO2+8H2O上述標(biāo)定反響要在酸性介質(zhì)、溶液預(yù)熱至7585在Mn2+催化的條件下進(jìn)展。滴定開場時，反響很慢，KMnO4溶液必須逐滴參加，如果滴加過快，KMnO4在熱溶液中能局部分解而在造成誤差。 4KMnO4 + 6H2SO4 = 2K2SO4 + 4MnSO4 + 6H2O + 5O2在滴定過程中，由于溶液中逐漸有Mn2+的生成，使反響速度逐漸

9、加快，所以，滴定速度可稍加快些。 由于KMnO4溶液本身有顏色，滴定時，溶液中有稍微過量的KMnO4，即顯粉紅色，故不需另加指示劑。 結(jié)晶的Na2S2O3.5H2O，一般均含有少量的S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3、NaCl等雜質(zhì)，且易風(fēng)化和潮解，因此Na2S2O3不能直接稱量來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，應(yīng)采用標(biāo)定法配制。 Na2S2O3溶液不夠穩(wěn)定，容易分解。水中的CO2、細(xì)菌和光照都能使其分解，水中的O2也能使其氧化，故配制Na2S2O3溶液時，需要使用新煮沸為了除去水中的CO2和O2和殺死微生物并冷卻了的蒸餾水，并參加少量Na2CO30.02%使溶液呈弱堿性，以抑制細(xì)菌的生長有時還添加少

10、量HgI2；貯于棕色瓶中，放置幾天后再進(jìn)展標(biāo)定，且不宜久置，使用一段時間后需要重新標(biāo)定。如果發(fā)現(xiàn)溶液變渾或析出硫，就應(yīng)該過濾再標(biāo)定，或者另外配制。 標(biāo)定Na2S2O3溶液的基準(zhǔn)物質(zhì)有：純I2、KIO3、KBrO3、純銅等，這些物質(zhì)除純I2外，均能與KI反響而析出I2，析出的I2用Na2S2O3溶液滴定，這種標(biāo)定方法是間接碘量法的應(yīng)用。在上述幾種基準(zhǔn)物質(zhì)中，以使用K2Cr2O7作基準(zhǔn)物為最方便。該法以淀粉為指示劑，用間接碘量法標(biāo)定Na2S2O3溶液。因為K2Cr2O7與Na2S2O3的反響產(chǎn)物有多種，不能按確定的反響式進(jìn)展，故不能用K2Cr2O7直接滴定Na2S2O3。而應(yīng)先使K2Cr2O7與過

11、量的KI反響，析出的I2再用Na2S2O3溶液滴定I2，反響方程式如下： Cr2O7 2-+6I+ 14H + =2Cr3+3I2+7H2O2S2O32-+I2 =2I-+S4O62-溶液的酸度愈大，反響速度愈快，但酸度太大時，I-又容易被空氣中O2氧化，所以酸度一般以0.20.4molL-1為宜；Cr2O7 2-與I-的反響速度較慢，為了加快反響速度，同時參加過量的KI，并在暗處放置一定時間，使Cr2O7 2-與I-的反響完全。但在滴定前須將溶液稀釋，既可降低酸度，使I-被空氣氧化的速度減慢，又可使Na2S2O3的分解作用減小，而且稀釋后Cr3+的綠色減弱變淺，便于觀察終點(diǎn)。 過氧化氫在工業(yè)

12、、生物、醫(yī)藥等方面應(yīng)用很廣泛。利用其氧化性可以漂白毛、絲織物；醫(yī)藥上常用于消毒和殺菌劑；純過氧化氫用作火箭燃料的氧化劑；工業(yè)上利用過氧化氫的復(fù)原性除去氯氣，反響為： H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+此外還可利用過氧化氫制備有機(jī)或無機(jī)過氧化物、泡沫塑料和其它多孔物質(zhì)等。由于過氧化氫的廣泛應(yīng)用，常需要對其含量進(jìn)展測定。 市售的雙氧水含H2O2約330gL-1,藥用雙氧水含H2O2 2535gL-1。在酸性溶液中，H2O2很容易被KMnO4氧化，反響如下： 2MnO4- + 5H2O2+6H+ = 2Mn2+ + 5O2+ 8H2O因為H2O2受熱易分解，故上述反響在室溫下進(jìn)展，其滴定過程與

13、上述KMnO4滴定Na2C2O4相似。 三、儀器與藥品1. 儀器： 玻璃砂芯漏斗3號或4號，電爐，臺秤，分析天平，移液管5mL，20mL，錐形瓶250mL，燒杯20mL，250mL，量筒10mL，100mL，棕色試劑瓶250mL容量瓶100mL，250mL 漏斗，稱量瓶，酸式滴定管25mL； 2. 藥品： 0.017mol . L-1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液、Na2S2O3.5H2O分析純，KI(s)，KI溶液200g . L-1，淀粉指示劑5g . L-1，Na2CO3(s)、HCl溶液6mol . L-1，H2SO43 molL-1，雙氧水待測液藥用雙氧水，固體KMnO4A.R，固體Na2C

14、2O4A.R。 四、實(shí)驗步驟10.004 molL-1 KMnO4溶液的配溶液 在臺秤上稱取0.18克固體KMnO4，置于250mL燒杯中，用新煮沸過的冷蒸餾水分?jǐn)?shù)次充分?jǐn)嚢枞芙?，置于棕色試劑瓶中，稀釋?50mL，搖勻，塞緊，放在暗處靜置710天或溶于蒸餾水后加熱煮沸1020分鐘，放置2天，然后用燒結(jié)玻璃漏斗過濾，存入另一干凈的棕色瓶中儲存?zhèn)溆谩?2KMnO4溶液的標(biāo)定 1配制250mL 0.01 molL-1Na2C2O4在分析天平上準(zhǔn)確稱取分析純草酸鈉0.340.35g三份，置于50mL燒杯中，參加少量蒸餾水溶解后，小心地沿著玻棒轉(zhuǎn)入到250mL容量瓶中，燒杯再用蒸餾水沖洗23次，沖洗液

15、全部并入容量瓶中，再繼續(xù)加蒸餾水至刻度，充分搖勻。 2用20mL移液管吸取Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，置于250mL錐形瓶中，參加3 molL-1 H2SO4 5mL，搖勻。加熱至溶液有蒸汽冒出約 7080C，但不要煮沸，假設(shè)溫度太高，溶液中的草酸易分解草酸鈉遇酸生成草酸 H2C2O4 CO2 + CO + H2O將待標(biāo)定的KMnO4溶液裝入酸式滴定管，記下KMnO4溶液的初讀數(shù)KMnO4溶液色深，不易看見溶液彎月面的最低點(diǎn)，因此，應(yīng)該從液面最高邊上讀數(shù)，趁熱對Na2C2O4溶液進(jìn)展滴定，小心滴加KMnO4溶液，充分振搖，待第一滴紫紅色退去，再滴加第二滴。接近化學(xué)計量點(diǎn)時，紫紅色褪去

16、較慢，應(yīng)減慢滴定速度，同時充分搖勻，直至最后半滴KMnO4溶液滴入搖勻后，顯粉紅色并保持半分鐘不退色，即為化學(xué)計量點(diǎn)KMnO4滴定使化學(xué)計量點(diǎn)不太穩(wěn)定，由于空氣中含有復(fù)原性氣體及塵埃等雜質(zhì)，落入溶液中能使KMnO4慢慢分解而使粉紅色消失，所以在半分鐘內(nèi)部褪色，即可認(rèn)為已達(dá)化學(xué)計量點(diǎn)。記下讀數(shù)，重復(fù)標(biāo)定兩次。 按下式計算KMnO4 溶液的濃度： 式中m為實(shí)際參加反響Na2C2O4的質(zhì)量 3Na2S2O3溶液的配制和標(biāo)定 1Na2S2O3溶液的配制 稱取13g Na2S2O3.5H2O，溶于500mL新煮沸的冷蒸餾水中，加0.1gNa2CO3保存于棕色瓶中，放置一周后進(jìn)展標(biāo)定。， Na2S2O3溶

17、液濃度的標(biāo)定 用移液管吸取25.00mL K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL錐形瓶中，加5mL 的6mol . L-1HCl，參加5mL 200g . L-1的KI。搖勻后蓋上外表皿，于暗處放置5min1。然后用100mL水稀釋，用Na2S2O3溶液滴定至淺黃綠色后參加2mL淀粉指示劑2，繼續(xù)滴定至溶液由淺藍(lán)色變?yōu)榫G色，即為終點(diǎn)。平行測定三次，計算Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和平均相對偏差。 4雙氧水中H2O2含量的測定 用移液管吸取25.00mL雙氧水于250mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。然后用25.00mL移液管吸取用稀釋過待測溶液于250mL錐形瓶中，2030mL和 20mL 的3 molL-1H2SO4，用KMnO4標(biāo)定溶液滴定，直到溶液顯粉紅色，保持30秒鐘不褪色，即達(dá)化學(xué)計量點(diǎn)。平行測定兩次，計算藥用雙氧水中H2O2的質(zhì)量濃度(H2O2)/ gL-1。 五、數(shù)據(jù)記錄與處理 參照下表及實(shí)驗五的表格自制表格，并認(rèn)真記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)。 表11-1 雙氧水中H2O2含量的測定數(shù)據(jù)表工程 次數(shù) 123c (KMnO4)/molL-1雙氧水體積V/mL消耗體積V (KMnO4) /mL/molL-1相對平均偏差/ 注釋1K2Cr2O7與 KI 反響進(jìn)展