1、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）12345目录目录项目五项目五 双氧水中过氧化氢含量的测定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（高锰酸钾法）v氧化还原滴定法氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定方法，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物都具有氧化性或者
2、还原性，因此原则上都能够用氧化还原滴定法测定其含量。滴定法测定其含量。v 在氧化还原滴定中，可以作为在氧化还原滴定中，可以作为滴定剂滴定剂的的氧化剂或还原剂氧化剂或还原剂的种的种类较多，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通常按照所采用的氧化剂或还原剂的种类而进步分类为步分类为高高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法等等。因此在学习氧化还原等等。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
3、法，而且还要具体地研究各种特殊的氧化还原般原理和方法，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。滴定方法，掌握它们的特殊规律。一、学习目标一、学习目标v 知识目标知识目标v 1. 了解氧化还原滴定法的滴定原理；了解氧化还原滴定法的滴定原理；v 2. 掌握高锰酸钾法测定过氧化氢含量的原理和方法；掌握高锰酸钾法测定过氧化氢含量的原理和方法；v 3. 掌握高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件；掌握高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件；v 4. 掌握用掌握用Na2C2O4基准试剂标定高锰酸钾溶液浓度的原基准试剂标定高锰酸钾溶液浓度的原理、方法及滴定条件。理、方法及滴定条件。v
4、能力目标能力目标v 1. 能配制和标定高锰酸钾标准溶液；能配制和标定高锰酸钾标准溶液；v 2. 能测定双氧水中过氧化氢含量；能测定双氧水中过氧化氢含量；v 3. 能根据高锰酸钾自身的颜色判断滴定终点；能根据高锰酸钾自身的颜色判断滴定终点；v 4. 能正确表示实验结果。能正确表示实验结果。二、工作任务二、工作任务编号编号任任 务务 名名 称称要要 求求实实 验验 用用 品品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：
5、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：药品：KMnO4(S)、H2SO4（3molL-1）、Na2C2O4基准试剂、0.02molL-1 KMnO4溶液、双氧水（30%）、0.02molL-1 KMnO4标准溶液、H2SO4（3molL-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
6、，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、知识准备三、知识准备v 高锰酸钾法是以高锰酸钾法是以KMnO4为标准滴定溶液进行滴定分析的氧化为标准滴定溶液进行滴定分析的氧化还原法。还原法。在强酸性介质中，在强酸性介质中，KMn
7、O4获得获得5个电子被还原成个电子被还原成Mn2+。其基本反应为：。其基本反应为：v MnO48H5e Mn24H2Ov H2O2在酸性溶液中是强氧化剂，但遇强氧化剂（如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，在酸性溶液中可用时又表现为还原剂。因此，在酸性溶液中可用KMnO4标准滴标准滴定溶液直接滴定定溶液直接滴定H2O2。其反应为。其反应为2MnO45H2O26H 2Mn25O28H2Ov 反应在室温、稀硫酸溶液中进行，开始时反应速度较慢，但反应在室温、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，随着反应的进行，生成的生成的Mn2+可起催化作用
8、（或加入可起催化作用（或加入MnSO4）使反应加快。）使反应加快。以以KMnO4自身为指示剂。用自身为指示剂。用KMnO4溶液直接溶液直接滴定至滴定至微红色微红色，30s内不退色为终点。内不退色为终点。四、实践操作四、实践操作任务任务1 0.02molL-1 KMnO4溶液的配制溶液的配制操作步骤操作步骤（1）计算需称取）计算需称取KMnO4固体的质量：固体的质量： 0.02100010-3158=3.16（g）（2）用台秤称取高锰酸钾）用台秤称取高锰酸钾3.2g，加蒸馏水，加蒸馏水1000ml，煮沸煮沸2030min，期间补充一定量的蒸馏水，以保，期间补充一定量的蒸馏水，以保持溶液体积不变；
9、持溶液体积不变；（3）冷却后转人棕色瓶中密闭避光保存，）冷却后转人棕色瓶中密闭避光保存，5天后用天后用微孔玻璃砂芯漏斗过滤待标定。微孔玻璃砂芯漏斗过滤待标定。2022-6-98四、实践操作四、实践操作任务任务2 KMnO4标准溶液的标定标准溶液的标定操作步骤操作步骤（1）准确称取预先干燥过的）准确称取预先干燥过的Na2C2O4基准物质基准物质0.150.20g左右于左右于250mL锥形瓶中；锥形瓶中；（2）加）加40mL蒸馏水和蒸馏水和10mL3 molL-1的硫酸溶液的硫酸溶液于锥形瓶中；于锥形瓶中；（3）加热至）加热至7585，趁热自滴定管中逐滴加，趁热自滴定管中逐滴加人待标定的高锰酸钾溶
10、液（开始时速度要慢，待第人待标定的高锰酸钾溶液（开始时速度要慢，待第一滴一滴KMnO4溶液滴入紫红色退去后再滴入第二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滴），滴定至溶液恰变微红色并保持30秒不褪色为秒不褪色为终点。当滴定完成时，溶液温度应不低于终点。当滴定完成时，溶液温度应不低于55。2022-6-99四、实践操作四、实践操作任务任务3 双氧水中过氧化氢含量的测定双氧水中过氧化氢含量的测定操作步骤操作步骤（1）用移液管移取）用移液管移取1.00mL（ H2O2含量约含量约30%），），置于置于250.0mL容量瓶中（容量瓶中先装入半瓶水），容量瓶中（容量瓶中先装入半瓶
11、水），用水稀释至标线充分摇匀。用水稀释至标线充分摇匀。（2）移取该溶液）移取该溶液25.00mL于锥形瓶中，加于锥形瓶中，加10mL 3 molL-1H2SO4；（3）用）用KMnO4标准溶液滴定至微红色在半分钟内标准溶液滴定至微红色在半分钟内不退色为终点，平行测定不退色为终点，平行测定3份；份；（4）记下所消耗的）记下所消耗的KMnO4标准滴定溶液的体积，标准滴定溶液的体积，并计算并计算H2O2的含量。的含量。 四、实践操作四、实践操作任务任务4 实验数据记录与整理实验数据记录与整理（1）KMnO4标准溶液标定的数据处理标准溶液标定的数据处理 计算公式计算公式式中式中 c（KMnO4） KM
12、nO4标准溶液的浓度，标准溶液的浓度，molL-1 mNa2C2O4 Na2C2O4 基准试剂的质量，基准试剂的质量，g MNa2C2O4 Na2C2O4基准试剂的摩尔质量，基准试剂的摩尔质量，gmol-1 V KMnO4 KMnO4溶液的用量，溶液的用量，mL。 数据记录与处理数据记录与处理（见表（见表2-5-2） 2244224Na C O4KMnONa C O10002(KMnO )5mcVM四、实践操作四、实践操作表表2-5-2 KMnO4标准溶液标定标准溶液标定224Na C Om 编号编号项目项目123倾样前称量瓶倾样前称量瓶+试样质量试样质量g倾样后称量瓶倾样后称量瓶+试样质量试
13、样质量g g滴定消耗滴定消耗KMnO4的体积的体积V mLc（KMnO4）molL-1c（KMnO4）平均值）平均值 molL-1极差极差极差极差/平均值平均值100%四、实践操作四、实践操作（2）过氧化氢含量测定的数据处理）过氧化氢含量测定的数据处理 计算公式：计算公式： =式中式中 W (H2O2) H2O2含量，含量，g/L； V KMnO4 消耗的消耗的KMnO4标准溶液的体积标准溶液的体积mL； M H2O2H2O2的摩尔质量，的摩尔质量，g/mol； V H2O2 H2O2(30%)的体积；的体积； c KMnO4 盐酸标准溶液的物质的量浓度，盐酸标准溶液的物质的量浓度，mol/L
14、。 数据记录与处理（见表数据记录与处理（见表2-5-3）22(H O )w442222KMnOKMnOH OH OM525.002250.0cVV表表2-5-3 混合碱中各组分含量的测定记录混合碱中各组分含量的测定记录 22(H O )w22(H O )w 编号编号项目项目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、实践操作四、实践操作五、应五、应 知知 应应 会会v1高锰酸钾的性质高锰酸钾的性质vKMnO4是是强氧化剂，强氧化剂，它的氧化作用和溶液的酸度有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
15、所不同。关，在不同介质中氧化能力和还原产物有所不同。v在强酸性溶液中：在强酸性溶液中：vMnO48H5e Mn24H2O v在中性或弱碱性溶液中：在中性或弱碱性溶液中：vMnO42H2O3e MnO24OH v在强碱性溶液中：在强碱性溶液中：v MnO4e MnO42 强酸中性或弱碱性强碱 o1.51V o0.592V o0.564V五、应五、应 知知 应应 会会v 由于由于MnO2沉淀为沉淀为褐色褐色，影响滴定终点观察，所以用，影响滴定终点观察，所以用KMnO4标准溶液进行滴定标准溶液进行滴定一般在强酸性溶液中进行一般在强酸性溶液中进行，所用的强酸通所用的强酸通常是常是H2SO4，避免使用，
16、避免使用HCl或或HNO3（因为（因为HCl具还原性也能具还原性也能与与MnO4作用，而作用，而HNO3具有氧化性，它可能氧化被测定的具有氧化性，它可能氧化被测定的物质）。物质）。v 利用利用KMnO4作氧化剂，可直按滴定许多还原性物质，如作氧化剂，可直按滴定许多还原性物质，如Fe2+ 、H2O2、草酸盐、草酸盐、As3+ 、Sb3+ 、W5+ 及及V4+ 等。有些等。有些氧化性物质，如不能用氧化性物质，如不能用KMnO4溶液直接滴定，则可用间接溶液直接滴定，则可用间接法测定之。法测定之。v MnO4是深紫色，用它滴定无色或浅色试液时是深紫色，用它滴定无色或浅色试液时一般不需另一般不需另加指示
17、剂加指示剂，因为，因为MnO4被还原后的被还原后的Mn2+在浓度低时几乎无在浓度低时几乎无色，因此利用等当点后微过量的色，因此利用等当点后微过量的MnO4本身的颜色（本身的颜色（粉红粉红色色）来指示终点。）来指示终点。五、应五、应 知知 应应 会会v2高锰酸钾标准滴定溶液配制和标定高锰酸钾标准滴定溶液配制和标定v 纯的纯的KMnO4溶液是相当稳定的，一般的溶液是相当稳定的，一般的KMnO4试剂中常含试剂中常含有少量有少量MnO2和杂质，而且蒸馏水中常含微量还原性物质，和杂质，而且蒸馏水中常含微量还原性物质，它们都促进它们都促进KMnO4溶液的分解，见光时分解的更快，所以溶液的分解，见光时分解的
18、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不能直接配制标准溶液，而只能用间接配制法进行配制。配制。v 为了配制较稳定的为了配制较稳定的KMnO4溶液，可称取稍多于理论量的溶液，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，溶于蒸馏水中，加热煮沸，冷却后贮于棕色瓶中，于暗处放置于暗处放置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化，然后过滤除去析出的MnO2沉淀。沉淀。v 正确配制的正确配制的KMnO4溶液，必须呈中性，不含溶液，必须呈中性，不含MnO2，保存，保存在玻塞棕色瓶中，放置
19、暗处，久放后的在玻塞棕色瓶中，放置暗处，久放后的KMnO4溶液使用时溶液使用时应重新标定其浓度。应重新标定其浓度。vKMnO4溶液可用还原剂作基准来标定。如：溶液可用还原剂作基准来标定。如：H2C2O42H2O、Na2C2O4、(NH4)2C2O4、As2O3、FeSO47H2O、(NH4)2SO4FeSO46H2O和纯铁丝等和纯铁丝等。其中以。其中以Na2C2O4使用较多。使用较多。Na2C2O4容易提纯，容易提纯，性质稳定，不含结晶水，在性质稳定，不含结晶水，在105110烘干约烘干约2h后冷却，就可使用。后冷却，就可使用。v在在H2SO4溶液中，溶液中，MnO4与与C2O42的反应为的反
20、应为2MnO45C2O4216H=2Mn210CO28H2O五、应五、应 知知 应应 会会五、应五、应 知知 应应 会会v 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：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：v （1）温度）温度 在室温下此反应的速度缓慢，因此应将溶液加热至在室温下此反应的速度缓慢，因此应将溶液加热至7585，但温度不宜过高，否则在酸性溶液中会使部分，但温度不宜过高，否则在酸性溶液中会使部分H2C2O4发生分解发生分解 H2C2O4= CO2+CO+ H2Ov （2）酸性）酸性 溶液保持足够的酸度，一般在开始滴定时，溶液的酸度约为溶液保持足够的酸度，一般
21、在开始滴定时，溶液的酸度约为0.51mol/L，酸度不够时，往往容易生成，酸度不够时，往往容易生成MnO2 ，酸度过高又会促使，酸度过高又会促使H2C2O4分解。分解。v （3）滴定速度）滴定速度 由于由于MnO4与与C2O42的反应是自动催化反应，滴定开的反应是自动催化反应，滴定开始时，加入的第一滴始时，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溶液褪色很慢（因为这时溶液中仅存在极少量量Mn2+），所以开始滴定时要进行得慢些，在），所以开始滴定时要进行得慢些，在KMnO4红色没有褪去以红色没有褪去以前，不要加入第二滴，等几滴前，不要加入第二滴，等几滴KMnO4溶液已经起了作
22、用之后，滴定速度溶液已经起了作用之后，滴定速度就可以稍快些，但不能让就可以稍快些，但不能让KMnO4溶液象流水似的流下去，否则部分加入溶液象流水似的流下去，否则部分加入的的KMnO4溶液来不及与溶液来不及与C2O42反应，此时在热的酸性溶液中会发生分反应，此时在热的酸性溶液中会发生分解。解。4MnO412H= 4Mn25O26H2O五、应五、应 知知 应应 会会v（4）终点判断：）终点判断：因为因为MnO4本身有颜色，终点后本身有颜色，终点后稍微过量的稍微过量的MnO4使溶液呈现粉红色而指示滴定终使溶液呈现粉红色而指示滴定终点的到达。点的到达。vKMnO4滴定的终点是不太稳定的，这是由于空气中
23、滴定的终点是不太稳定的，这是由于空气中的还原性气体及尘埃等杂质落入溶液中能使的还原性气体及尘埃等杂质落入溶液中能使KMnO4缓慢分解，而使粉红色消失，所以经过半分钟不褪缓慢分解，而使粉红色消失，所以经过半分钟不褪色，即可认为终点已到。色，即可认为终点已到。v3高锰酸钾自身指示剂的变色原理高锰酸钾自身指示剂的变色原理v在氧化还原滴定中，利用本身的颜色变化的指示滴在氧化还原滴定中，利用本身的颜色变化的指示滴定终点的标准溶液或被滴定物称为自身指示剂。用定终点的标准溶液或被滴定物称为自身指示剂。用高锰酸钾作标准溶液滴定剂化学计量点时，只要稍高锰酸钾作标准溶液滴定剂化学计量点时，只要稍过量高锰酸根离子就可使溶液呈粉红色，因为高锰过量高锰酸根离子就可使溶液呈粉红色，因为高锰酸根离子自身就是粉红色。酸根离子自身就是粉红色。六、知六、知 识识 拓拓 展展 （自学）（自学）1、完成学习情境二之项目六、完成学习情境二之项目六铁矿石中铁矿石中铁含量的测定铁含量的测定预习报告预习报告2、预习本项目中的应知应会、预习本项目中的应知应会1、完成本项目的实验报告、完成本项目的实验报告2、练习教材中目标检测习题、练习教材中目标检测习题下周实验项目六下周实验项目六铁矿石中铁含铁矿石中铁含量的测定量的测定
