氧化还原滴定
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氧化还原滴定法任务一基础理论基本知识学习目标1.掌握氧化还原滴定法对化学反应的要求。
2.掌握高锰酸钾法及碘量法的原理、滴定条件和指示剂。
3.掌握氧化还原滴定法的有关计算。
4.理解氧化还原滴定法的特点。
5.理解在氧化还原滴定中提高反应速率的方法。
6.了解标准溶液的配制与标定。
7.了解氧化还原滴定法的应用。
7.1概述7.1.1氧化还原滴定法的特点与条件1.氧化还原滴定法的特点氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。
氧化还原滴定不同于酸碱、配位、沉淀等滴定。
在这些滴定中,标准溶液与被测物质的化合价不会发生变化,因此,反应机制比较简单,反应速率比较快。
而氧化还原滴定涉及的氧化还原反应实质上是一种电子由还原剂转移到氧化剂的反应,物质的化合价会发生变化,有些反应还需要在一定的介质中进行。
因此,其反应机制一般比较复杂,反应往往分步进行,大多数反应速度较慢,且常伴有副反应发生,介质对反应也有较大的影响。
2.氧化还原滴定法必须具备的条件氧化还原滴定法与其他滴定分析方法一样,必须满足一定的条件才能滴定。
(1)滴定反应必须按化学反应式确定的计量关系定量地完成。
(2)反应速率必须足够快,不能有副反应发生。
(3)必须有适当的方法确定化学计量点。
3.提高氧化还原反应速率的方法大多数的氧化还原反应速度较慢,很难达到滴定分析对化学反应的要求。
因此,在实际滴定中,通常要采取一些措施,控制反应的外部条件,提高反应速率,使之符合滴定分析的要求。
⑴增大反应物的浓度根据质量作用定律,反应速率与反应物浓度的乘积成正比。
增加反应物浓度不仅能加快反应速率,而且可以使反应进行的更完全。
但要注意的是这里所谓的反应物的浓度通常不是指标准溶液与被测物质的浓度,而是指滴定反应中参与反应的其他反应物介质浓度。
例如,用基准物质K2Cr2O7标定Na2S2O3标准溶液浓度时,在酸性溶液中,先加入过量KI与K2Cr2O7反应,反应式为Cg"61++14H+二25++312+7H2O在此反应中,也可通过增加H+浓度的方法来加快反应速率。
氧化还原滴定
一、概述
1、氧化还原滴定法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。
与酸碱滴定法和配位滴定法相比较,氧化还原滴定法应用非常复杂,而且反应速度慢,副反应较多,所以并不是所有的氧化还原反应都能用于滴定分析,必须在一些条件下才能用于滴定分析。
2、常见的条件:①反应进行的足够完全一般在KΘ≧106
②反应速度足快(可通过加热或者加入催化剂)
③无副反应若用于滴定分析的氧化还原反应伴有副反应发生,必须设法消除。
3、氧化还原反应主要有高锰酸钾法、碘量法、重铬酸钾法、亚硝酸钠法、溴量法、铈量法等等。
二、原理(以高锰酸钾法和碘量法为
1、高锰酸钾法
①基本原理:高锰酸钾的氧化性很强,一般在氧化反应中一般作为氧化剂,在酸性环境中被还原为Mn2+,在微酸、中性或碱性溶液中,一般被还原成为MnO
2,.。
氧化还原滴定法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。
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。
氧化还原滴定氧化还原滴定(O-R滴定)是一种用于测定物质时,以氧化还原反应为基础的滴定技术。
它已经成为化学分析中一个重要的技术,广泛应用于食品、制药、环保、石油等行业。
本文就氧化还原滴定的概述、原理、表面等内容作一综合介绍。
一、概述氧化还原滴定的原理是:将物质进行氧化还原反应,测定氧化还原反应的过程中物质的消耗量,从而可以得出物质的实际含量。
氧化还原滴定的特点是具有清晰的反应速率、可控的反应速率,以及准确性高的反应产物检测。
它不仅可以测定金属离子,还可以检测大部分有机物质,如水溶性有机物、酸性有机物等,并且使用量越多,测得结果越准确,从而被广泛应用在各种类型的工业研究。
二、原理氧化还原滴定的原理是由一种特殊的氧化还原反应发起的。
这种反应是由溶液中的一种特殊的自由基介导的,以某种元素或分子为受体,从而进行氧化反应或还原反应,以达到测定反应物物质含量的目的。
如果将反应物溶液中的活性物质经过特定的参数控制、滴定,则可以判断反应物物质的含量。
滴定反应可以使溶液或某个溶液滴定一定的TH。
这就可以通过测定TH来计算反应物物质的含量。
三、表面氧化还原滴定的步骤包括:(1)反应物的溶解;(2)添加反应剂;(3)稳定反应物的pH值;(4)添加滴定液;(5)检测滴定反应的过程;(6)计算浓度。
由于反应速率可控,滴定量可控,分析结果准确,由此可以得到一个精确的结果。
四、应用氧化还原滴定在化学分析领域广泛应用,如:食品中的脂肪酸、碳水化合物、蛋白质等的测定;制药中的抗生素、药物、中药原料等的测定;石油行业的污染物的测定;环境保护领域的水质监测等。
总之,氧化还原滴定的优点在于反应速率可控,滴定量可控,分析结果准确,广泛覆盖了多个行业领域,使该技术在化学分析方面得到了广泛应用。
氧化还原滴定
1.原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
2.试剂:常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
3.指示剂:氧化还原滴定的指示剂有三类:
(1)氧化还原指示剂。
(2)专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。
(3)自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
4.实例
(1)Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
指示剂:用淀粉作指示剂,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色退去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点。
(2)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2MnO-4+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O。
指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不退色,说明到达滴定终点。
典例分析
1.某学习小组用“间接碘量法”测定某CuCl2晶体试样的纯度,试样不含其他能与I-发生反应的氧化性杂质,已知:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,I2+2S2O2-3===S4O2-6+2I-。
取m g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,部分实验仪器和读数如图所示。
下列说法正确的是()
A.试样在甲中溶解,滴定管选乙
B.选用淀粉作指示剂,当甲中溶液由蓝色变为无色时,即达到滴定终点
C.丁图中,滴定前滴定管的读数为a-0.50 mL
D.对装有标准液的滴定管读数时,滴定前后读数方式如丁图所示,则测得的结果偏小
答案D
解析A项,甲中盛装的是含有I2的溶液,则滴定管中盛装的为Na2S2O3标准溶液,该溶液显碱性,应选用碱式滴定管(丙),不正确;B项,溶液变色且经过30 s左右溶液不恢复原来的颜色,视为滴定终点,不正确;C项,滴定管“0”刻度在上端,故滴定前的读数为a+0.50 mL,不正确;D项,滴定后俯视读数,将导致读数偏小,故测得的结果偏小,正确。
2.常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定新配制的25.0 mL
0.02 mol·L-1 FeSO4溶液,应用手持技术测定溶液的pH与时间(t)的关系,结果如图所示。
下列说法中错误的是()
A.ab段,溶液中发生的主要反应:H++OH-===H2O
B.bc段,溶液中:[Fe2+]>[Fe3+]>[H+]>[OH-]
C.d点,溶液中的离子主要有Na+、SO2-4、OH-
D.滴定过程发生了复分解反应和氧化还原反应
答案B
解析ab段,新配制的25.0 mL 0.02 mol·L-1 FeSO4溶液,为抑制水解加了些硫酸,溶液中发生的主要反应为H++OH-===H2O,A项正确;bc段,[H+]>[Fe3+],B项错误;d点pH=11.72,表示滴定反应已完全结束,此时溶液中含有硫酸钠与过量的氢氧化钠,溶液中的离子主要有Na+、SO2-4、OH-,C项正确;滴定过程中发生的反应有酸碱中和反应,硫酸亚铁与氢氧化钠的复分解反应,氢氧化亚铁与氧气的氧化还原反应,D项正确。
3.过氧化氢的水溶液适用于医用消毒、环境消毒和食品消毒。
Ⅰ.过氧化氢性质探究实验
(1)酸性条件下H 2O 2可将Fe 2+转化成Fe 3+,由此说明H 2O 2具有________性。
(2)已知H 2O 2是一种二元弱酸,其中K a1=2.20×10-12 mol·L -1、K a2=1.05×10-25 mol·L -1,则H 2O 2的电离方程式为___________________________________________________, 常温下,1 mol·L -1的H 2O 2溶液的pH 约为________。
Ⅱ.过氧化氢含量的测定实验
某兴趣小组同学用0.100 0 mol·L
-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中的过氧化氢,反应原理为2MnO -4+5H 2O 2+6H +===2Mn 2++8H 2O +5O 2↑。
(3)滴定达到终点的现象是___________________________________________________。
(4)用移液管移取25.00 mL 试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如表所示: 第一次 第二次 第三次 第四次 V (KMnO 4溶液)/mL
17.10 18.10 18.00 17.90
计算试样中过氧化氢的浓度为________mol·L -1。
(5)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
答案 (1)氧化 (2)H 2O 2H ++HO -2、HO -2H ++O 2-
2 5.8 (3)锥形瓶内溶液恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不退色 (4)0.180 0 (5)偏高
解析 (1)酸性条件下,H 2O 2可将Fe 2+氧化为Fe 3+,体现了过氧化氢的氧化性。
(2)过氧化氢属于二元弱酸,分步电离,其电离的方程式为H 2O 2
H ++HO -2、HO -2H ++O 2-2;又K a1=2.20×10
-12 mol·L -1,K a2=1.05×10-25 mol·L -1,K a1≫K a2,以第一步电离为主,则K a1=[H +][HO -2][H 2O 2]=[H +]21
=2.20×10-12 mol 2·L -2,所以c (H +)≈1.48×10-6 mol·L -1,即pH ≈5.8。
(3)滴定达到终点的现象是锥形瓶内溶液恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不退色。
(4)由于第一次数据误差过大,故舍去;其他三组数据的平均值为18.00 mL ,根据反应2MnO -4+5H 2O 2+6H +===2Mn 2++8H 2O +5O 2↑,n (H 2O 2)=2.5×n (MnO -4)=2.5×0.100 0 mol·L -1×
0.018 L ,c (H 2O 2)=2.5×0.100 0×0.0180.025
mol·L -1=0.180 0 mol·L -1。
(5)滴定前滴定管尖嘴处有气泡,导致消耗的标准液体积偏大,则测定结果偏高。