氧化还原滴定法
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氧化还原滴定法化学反应按其本质可分为氧化还原反应和非氧化还原反应两大类。
在工农业生产中运用氧化还原反应的地方非常多,如金属的冶炼;利用电解精练生产铜、镍;利用电镀来获得金属镀层防止金属的锈蚀;制药工业用来制备原料药和进行药品的分析等等;都是运用了氧化还原的原理,本章重点学习氧化还原滴定法。
5.1 氧化还原滴定法概述氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的一类滴定分析方法,是滴定分析中应用较广泛的分析方法之一。
氧化还原反应不同于酸碱、沉淀和配位等以离子结合的反应,它是以溶液中氧化剂和还原剂之间的电子转移为基础的一种滴定分析方法。
在氧化还原反应中,失去电子的物质称为还原剂,得到电子的物质称为氧化剂。
还原剂失去电子后生成与之对应的氧化剂;氧化剂得到电子后生成与之相对应的还原剂。
氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数。
所以说,氧化还原反应的实质就是电子的得失。
例如:在实际应用中,氧化还原反应不仅可直接测定具有氧化性和还原性的物质,还可间接测定本身不具有氧化还原性,但能与氧化剂或还原剂定量反应的物质;不仅能测定无机物,也能测定有机物,如用亚硝酸钠法直接测定芳香族伯胺和仲胺类化合物含量的方法。
所以说氧化还原滴定法是滴定分析中十分重要的方法。
5.1.1氧化还原滴定法的分类根据配制标准溶液所用氧化剂的不同可分为:1. 高锰酸钾法是以高锰酸钾为标准溶液,在酸性溶液中测定还原性物质含量的方法。
2. 碘量法是以碘为氧化剂,或以碘化物为还原剂,进行氧化还原滴定的方法。
3. 亚硝酸钠法是以亚硝酸钠为标准溶液,在酸性溶液中直接测定芳香族伯胺和仲胺类化合物含量的方法。
除上述方法外,还有铈量法、溴酸盐法、高碘酸钾法、重铬酸钾法等。
本章主要介绍高锰酸钾法和碘量法。
5.1.2氧化还原反应的速度氧化还原反应机理较复杂,反应常常是分步进行的,反应速度通常比较慢。
甚至有许多氧化还原反应从反应完全程度上看是可行的,而实际上却因为反应速度太慢不能用于滴定分析。
分析化学第七讲:氧化还原滴定法分析化学第七讲:氧化还原滴定法在化学分析领域中,氧化还原滴定法是一种常用的定量分析方法。
本篇文章将深入探讨氧化还原滴定法的原理、实验操作流程、应用领域以及优缺点,帮助读者更好地理解和掌握这一分析技术。
一、氧化还原滴定法的基本原理氧化还原滴定法是以氧化剂和还原剂之间的反应为基础,通过滴定计量氧化还原反应的进程来确定待测物质的含量。
其中,氧化剂是指能够夺取电子的物质,而还原剂则是指能够提供电子的物质。
在特定的实验条件下,氧化剂和还原剂的反应速率是恒定的,因此,通过滴定可以精确计算出反应物的量。
二、氧化还原滴定法的实验流程1、准备试样和试剂:选择合适的试样,准备相应的氧化剂、还原剂和指示剂。
2、滴定前的预处理:对试样进行适当的预处理,以便进行氧化还原反应。
3、滴定操作:将试样与氧化剂混合,观察反应进程,记录滴定开始至结束的时间。
4、数据记录与计算:根据实验数据计算出试样中待测物质的含量。
5、重复实验:为了确保实验结果的准确性,可能需要重复进行滴定操作。
三、氧化还原滴定法的应用领域氧化还原滴定法在许多领域都有广泛的应用,如环境保护、化工、食品、医药等。
例如,在环境保护中,可以运用该方法测定水体中的铁离子、锰离子等重金属离子的含量;在化工领域,可以用于测定原料、中间产物和最终产品的含量。
四、氧化还原滴定法的优缺点1、优点:(1) 适用范围广:氧化还原滴定法可用于测定多种物质,包括无机物和有机物。
(2) 精确度高:由于氧化还原反应的速率容易控制,因此该方法的测量精度较高。
(3) 可重复性好:多次实验的结果之间的一致性较好。
2、缺点:(1) 对实验条件要求较高:某些氧化还原反应需要在特定的实验条件下进行,如温度、压力、pH值等,对实验设备的要求较高。
(2) 反应速度较慢:某些氧化还原反应的速率较慢,需要较长的滴定时间。
(3) 干扰因素较多:例如,试样中的杂质可能会干扰氧化还原反应的进行,从而影响测量结果。
氧化还原滴定法
氧化还原滴定法是通过将溶液中的某些物质从氧化状态还原为其原来状态的一种分析方法。
通过氧化还原滴定法的测定可以同时得到溶液中酸度、碱度、氢离子浓度、阴离子浓度等测定参数。
氧化还原滴定是利用电子传递来实现两个物质状态之间的变化,根据氧化还原反应中试剂变化产生电流或电压,并通过它们可以计算和推算出溶质的浓度和活性。
氧化还原滴定可以分为原子结合滴定法和旋光度滴定法。
这把原子结合滴定分为直接电子传递滴定法和交换电子传递滴定法。
旋光度滴定由于有斜坡步骤所以受到环境的影响很小,而且所有的反应都是在一个稳定的pH环境下进行,它可以测定出有机物中活性位置的活性分子浓度,即在当量条件下的活性分子的浓度,因此可以通过旋光度滴定来测定反应性溶液中的活性位置的活性原子浓度。
滴定分析中主要用到的试剂有还原剂和氧化剂,两种试剂可以经由电子传递反应产生电子,而受试物质便是能影响氧化还原反应的作用介质。
所以只要选好能够影响氧化还原反应的有机物或无机物,就能通过观测电子传递反应产生的电流或电压来测定被测液中的一氧化物或氢离子浓度。
氧化还原滴定法容易操作,独立测量它的操作常常连续、精确和具有可靠的结果,可以用来测定许多有机物和无机物的活性位置,用于获取定量结果时,测量结果要比粗略检查方法更加准确。
此外,氧化还原滴定法的测量结果受到环境影响较小,应用广泛,能够被用于高精度的测定结果,尤其是一些微量的一氧化物或氢离子的分析,氧化还原滴定法具有得到准确结果的优势。
氧化还原滴定法简介氧化还原滴定法是一种定量分析方法,常用于测定含氧化还原反应的物质的浓度。
在氧化还原反应中,电子会从被氧化的化合物转移到还原的化合物上,因此被称为氧化还原反应。
该方法通过滴加一种称为滴定剂的溶液来确定待测物质的浓度。
滴定剂与待测物质发生氧化还原反应,当待测物质的化合价发生改变时,滴定剂就不再反应,此时滴定完成。
原理氧化还原滴定法的原理基于以下事实:在氧化还原反应中,电子会从一个原子或分子转移到另一个原子或分子上,这样产生了电子的转移和化学计量量的变化。
因此,滴定剂可以被用来测定待测物质的化学计量量。
氧化还原反应中,电子可以从还原剂转移到氧化剂。
还原剂是一种能够给予电子的物质,它通常是一种容易氧化的物质,其化合价低于其氧化态。
氧化剂则是一种吸收电子的物质,通常是一种含氧化合物,其化合价高于其还原态。
在氧化还原滴定法中,将待测物质溶于适当的溶剂中,加入过量的还原剂,然后再滴加氧化剂,滴定至反应终点。
滴定时应注意滴定剂的选择,其氧化还原电位应当介于待测物质和还原剂之间。
当滴定剂的量与待测物质的量恰好相等时,反应终点即可确定,此时滴定完成。
操作步骤1.准备待测物质溶液,加入适当的溶剂并充分溶解;2.加入过量的还原剂;3.将寻找合适的滴定剂并确定滴定方法;4.开始滴定,滴定至反应终点(反应终点可以通过颜色变化、电位变化、气体产生等特征来确定);5.通过滴定前后的重量差或溶液浓度计算待测物质的化学计量量。
应用氧化还原滴定法广泛应用于分析化学、药学、食品工业、环境检测等领域。
例如,在药学中,可以用过氧化氢作为氧化剂来测定药物中的铁含量,氯亚铁作为还原剂来测定汞含量。
在环境检测中,可以使用铁离子和硫酸根离子来测定自然水样中的硫酸盐含量。
氧化还原滴定法是一种定量分析方法,可以通过滴加滴定剂来确定待测物质的浓度。
该方法基于化学计量量的变化,将还原剂加入待测物质溶液中,并滴加氧化剂,滴定至反应终点。
氧化还原滴定法在分析化学、药学、食品工业和环境检测等领域发挥着重要作用。
第五章 氧化还原滴定法一、选择1、在氧化还原反应中,电对的电位越高,其氧化态的氧化能力A.越强B.越弱C.无影响2、在4HCl(浓)+MnO 2=MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 反应中MnO 2是____。
A.催化剂B.氧化剂C.还原剂D.干燥剂3、影响氧化还原反应速率的因素有A .浓度 B.压力 C.温度 D.催化剂4、氧化还原滴定曲线的纵坐标是______。
A.ψB.PMC.PHD.C 氧化剂E.C 还原剂5、氧化还原滴定曲线上突跃范围的大小,取决于( )。
A .浓度 B) 电子得失数 C) 两电对标准电位差6、氧化还原滴定中常用的指示剂有A.自身指示剂B.酸碱指示剂C.淀粉指示剂D.氧化还原指示剂7、常见的主要价态是______。
A .Mn(Ⅶ) B.Mn(Ⅵ) C.Mn(Ⅳ) D.Mn(Ⅲ) E.Mn(Ⅱ)8、下列正确的说法是________。
A)MnO 2能使KMnO 4溶液保持稳定;B)Mn 2+能催化KMnO 4溶液的分解;C)用KMnO 4溶液滴定Fe 2+时,最适宜在盐酸介质中进行; D)用KMnO 4溶液滴定H 2C 2O 4时,不能加热,否则草酸会分解; E)滴定时KMnO 4溶液应当装在碱式滴定管中。
9、催化剂中锰含量的测定采用________。
A .滴定法 B.络合滴定法 C.氧化还原滴定法 D.沉淀滴定法10、已知在 1mol ·L -1H 2SO 4溶液中,φMn 4o /Mn 2+=1.45V,φFe 3+/Fe 2+=0.68V。
在此条件下用KMnO4标准溶液滴定Fe 2+,其等当点的电位为_______。
A.0.38VB.0.73VC. 0.89VD.1.32V11、KMnO4是一种强氧化剂,它的氧化能力在______溶液中更强。
A.酸性B.碱性 c.中性 D.任何12、用重铬酸钾法测定COD 时,反应须在什么条件下进行________。
A 酸性条件下〈100℃,回流2hrB 中性条件下沸腾回流30分钟C 强酸性条件下300℃沸腾回流2小时D 强碱性条件下300℃ 2小时13、标定KMnO 4的基准物可选用________。
(A )K 2Cr 2O 7 B )Na 2S 2O 3 (C )KBrO 3(D )H 2C 2O 4·2H 2O14、溶液中用KMnO 4标准溶液滴定草酸盐反应的催化剂是________。
(A )KMnO 4 (B )Mn 2+ (C )MnO 2 (D )C 2O 42-15、在酸性溶液中,用KMnO4标准溶液测定H2O含量的指示剂是________。
(A)KMnO4(B)Mn2+(C)MnO2(D)C2O42-16、下列氧化剂中,当增加反应酸度时,哪些氧化剂的电极电位会损失________。
A) I2B)KIO3C)FeCl3D)K2Cr2O7E) Ce(SO4)217、在[Cr2O72-]为10-2mol/L,[Cr3+] 为10-3mol/L,PH=2溶液中,则该电对的电极电位为_______。
A)1.09V B) 0.85V C)1.27V D) 1.49V E)-0.29v18、铬酸钾法测水样COD时氯化物干扰可能结果________。
A 偏高B 偏低C 不影响结果19、使用碘量法溶解的介质应在________。
A) 强酸性溶液中进行B)中性及微酸性溶液进行C)碱性溶液中进行。
20、溶液中存在Sn2+和Fe2+,已知:E°Fe3+/Fe2+> E°Sn4+/Sn2+,用K2Cr2O7标准溶液滴定,反应的顺序是________。
A.先是Cr2O72-与Fe2+反应,然后是Cr2O72-与Sn2+反应B.先是Cr2O72-与Fe3+反应,然后是Cr2O72-与Sn4+反应C.先是Cr2O72-与Sn2+反应,然后是Cr2O72-与Fe2+反应D.先是Cr2O72-与Fe2+反应,然后是Cr2O72-与Sn4+反应21、用K2Cr2O7作基准物,标定Na2S2O3溶液时,若淀粉指示剂过早加入产生的后果是________。
A .K2Cr2O7体积消耗过多B 终点提前 C. 终点推迟 D .无影响22、K2Cr2O7作基准物,标定Na2S2O3溶液时,用Na2S2O3溶液滴定前,最好用水稀释,其目的是________。
A.只是为了降低酸度,减少I-被空气氧化B.只是为了降低Cr3+浓度,便于终点观察C.为了K2Cr2O7与I-的反应定量完成D.一是降低酸度,减少I-被空气氧化;二是为了降低Cr3+浓度,便于终点观察23、用重铬酸钾法测定水样COD时所用催化剂为()。
A HgSO4B 氨基磺酸C Ag2SO4D HgCl224、可用直接法配制的标准溶液是()。
(A)KMnO4(B)Na2S2O3 (C)K2Cr2O7(D)I2(市售)25、碘量法中,用K2Cr2O7作基准物,标定Na2S2O3溶液,用淀粉作指示剂,终点颜色为________。
(A)黄色(B)棕色(C)兰色(D)蓝绿色26、在1MHCl溶液中,当0.1000M Ce4+有99.9%被还原成Ce3+时,该电对的电极电位为(E Ce4+/Ce3+=1.38V)()。
(A)1.22V (B)1.10V (C)0.90V (D)1.46V27、在酸性溶液中用KMnO4标准溶液滴定草酸的反应速度是()。
A.瞬时完成B.开始缓慢,以后逐渐加快C.始终缓慢D.开始滴定时快,然后缓慢28、直接碘量法只能在()溶液中进行。
(A)强酸(B)强碱(C)中性或弱酸性(D)弱碱29、下列标准溶液只具有还原性的是()。
(A)KMnO4(B)K2Cr2O7 (C)I2(D)KI30、对于n1 = n2 =1的反应类型,可用于氧化还原滴定的两电对电位值差必须是()。
(A)小于0.4V (B)大于0.4V (C)大于1V (D) 大于031、一定能使电对的电位值升高的外部条件是()。
A、加入沉淀剂与氧化型生成沉淀。
B、加入沉淀剂与还原型生成沉淀。
C、加入络合剂与氧化型生成络合物。
D、改变溶液的酸度。
32、KMnO4的试量为158.04,称取1.5804g溶于水,并稀释至1000毫升,其浓度的表达式为()。
(A)C(1/5 KMnO4)= 0.1M (B)C(1/5 KMnO4)= 0.5M(C)C(1/3KMnO4)= 0.1M (D)C(1/3 KMnO4)= 0.5M33、碘量法中,用K2Cr2O7作基准物,标定Na2S2O3溶液,以淀粉为指示剂,终点颜色为()。
(A)蓝色(B)无色(C)绿色(D)蓝绿色34、用K2Cr2O7作基准物,标定Na2S2O3溶液时,若淀粉指示剂过早加入产生的后果是______。
(A)终点提前(B)终点推迟(C)K2Cr2O7体积消耗过多(D)无影响35、可用于氧化还原滴定的两电对电位差必须是______。
(A)大于0.8V (B)大于0.4V (C)小于0.8V (D)小二、判断1、任何一氧化还原反应都可用于氧化还原滴定2、在化还原反应中,氧化剂和还原剂的强弱,可以用电对的电极电位来衡量。
3、两电对的条件电位(或标准电位)值相差越大,反应进行越完全4、电对的电极电位越高,其氧化态的氧化能力越弱。
5、反应条件不同,同一氧化还原反应的产物不同。
6、当溶液组成改变时,电对的氧化态和还原态的存在形式也随之改变,因而引起电极电位的变化。
7、当〔H+〕=1mol/L时,Sn2++Fe3+ =Sn4+ +Fe2+反应,在化学计量点时的电位值按下式计算:。
8、一般地说,氧化还原反应要定量地进行,则该反应达到平衡时,其lgK≥6,E1-E2≥0.4V,这样的氧化还原反应才能应用于滴定分析。
9、氧化还原滴定曲线突跃范围的大小与两电对的条件电位值有关。
10、氧化还原指示剂大多是结构复杂的有机化合物。
它们具有氧化还原性,它们的氧化型和还原型具有不同的颜色。
11、氧化还原指示剂包括自身指示剂、专署指示剂和氧化还原指示剂。
12、在强酸溶液中,用草酸标定高锰酸钾溶液的浓度时,开始反应速度较慢,随着Mn2+浓度的增加,反应速度将加快。
13、标定KMnO4标准溶液的基准物不能选用K2Cr2O7。
14、高锰酸钾法滴定至终点为粉红色,且永不褪色。
15、氧化还原滴定不论采取哪种方法,都是在强酸溶液中进行。
16、高锰酸钾在强酸性溶液中有更强的氧化能力。
17、有H+或OH-参加的氧化还原反应,改变溶液的酸度,不影响氧化还原反应的方向。
18、凡是强酸都可用于高锰酸钾法,使溶液呈强酸性。
19、用高锰酸钾法测水中COD时Cl-含量不超过300mg/L时用碱性高锰酸钾法。
20、高锰酸钾试剂中常含有少量的MnO2和其他杂质。
21、在氧化还原反应中两摩尔的KMnO4一定获得5e22、高锰酸钾在强酸性溶液中氧化性较强,所以可以在任何强酸溶液中滴定。
23、高锰酸钾标准溶液不能直接配制。
24、当用KMnO4法测定软锰矿中MnO2的含量时,加入一定过量Na2CO3的目的是除了可以加速软锰矿的溶解外,同时也可以提高滴定的准确度。
25、重铬酸钾标准溶液可用直接法配制。
26、重铬酸钾法。
可在HCl介质中进行滴定。
27、重铬酸钾易于提纯,干燥后可作为基准物质。
28、用K2Cr2O7基准物标定Na2S2O3·5H2O标准溶液,以淀粉为指示剂,当溶液变为无色即为滴定终点。
29、标定好的Na2S2O3溶液若发现浑浊,不影响使用。
30、碘量法是用淀粉为指示剂,所以在滴定开始前应加入淀粉。
31、以碘作为氧化剂或以I-作为还原剂进行测定的分析方法称为碘法。
32、直接碘法不能在碱性溶液中进行。
33、由于I2溶液腐蚀金属和橡皮,所以滴定时应装在棕色酸式滴定管中。
34、配制I2标准溶液时,加入KI的目的有两点:一是增大I2的溶解度,以降低I的挥发性,二是提高淀粉指示剂的灵敏性。
235、碘量法的标准溶液是含I-的溶液。
36、有H+或OH-参加的氧化还原反应,改变溶液的酸度,将影响氧化还原反应的方向。
37、碘液应在棕色瓶中、暗处保存。
38、碘量法反应时,溶液温度不能过高,一般在15—20℃之间进行滴定。
39、碘量法的误差来源主要有两个。
一是I2易挥发而损失,二是I-在酸性溶液中易被空气中的氧氧化成I2。
40、用碘量法测定铜盐中的Cu2+时,除加入足够过量的KI外,还要加入少量的KSCN,目的是提高滴定准确度。
三、填空1、氧化还原法是以__________________反应为基础的滴定分析方法。
2、对于半反应OX+ne-=Red,电对电极电位的能斯特方程公式为______________________________。
3、反应:I2+2e2I-E°I2/I- =0.54VS4O62-+2e2S2O32- E°E°S4O62-/ S2O32- =0.09V反应的方程式为_______________________________。