分析化学第七讲：氧化还原滴定法(一)

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Cr2O72- + 6I+ + 14H+＝2Cr3+ + 3I2 + 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。

四、氧化还原滴定法原理（一）氧化还原滴定指示剂常用指示剂有以下几种类型：（1）.自身指示剂有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色，而滴定产物无色或颜色很浅，则滴定时就无需另加指示剂，本身颜色变化起着指示剂的作用叫作自身指示剂。

MnO4-（紫红色）+ 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+（肉色，近无色）+ 5Fe3+ + H2O KMnO4的浓度约为2×10-6 mol/L 时就可以看到溶液呈粉红色，KMnO4滴定无色或浅色的还原剂溶液，不须外加指示剂。

KMnO4称为自身指示剂。

（2）．显色指示剂有些物质本身并没有氧化还原性，但它能与滴定剂或被测物质产生特殊的颜色，因而可指示滴定颜色。

I2 + SO2 + 2H2O = 2I- + SO42- + 4H+可溶性淀粉与碘溶液反应，生成深蓝色的化合物，可用淀粉溶液作指示剂。

在室温下，用淀粉可检出10-5mol/L 的碘溶液。

温度升高，灵敏度降低。

（3）．本身发生氧化还原反应的指示剂这类指示剂的氧化态和还原态具有不同的颜色，在滴定过程中，指示剂由氧化态变为还原态，或由还原态变为氧化态，根据颜色的突变来指示终点。

作用原理：设指示剂氧化还原电对为式中In(O)和In(R)分别代表具有不同颜色的指示剂的氧化态和还原态。

随着滴定的进行，溶液电位值发生变化，指示剂的也按能斯特方程所示的关系发生变化：变色范围理论变色点指示剂选择：使落在滴定突跃范围之内。

例如Cr 2O 72-(黄色) + 6 Fe 2+ + 14 H + = 2Cr 3+（绿色）+ 6Fe 3+ + 7H 2O需外加本身发生氧化还原反应的指示剂，如二苯胺磺酸钠指示剂，紫红→无色。

指示剂变色的电势范围为： 'In In 0.059(V)E E nθ∆≤±（考虑离子强度和副反应） 氧化还原指示剂的选择：指示剂的条件电势尽量与反应的化学计量点电势一致。

（4）常用的氧化还原指示剂 ① 二苯胺磺酸钠：H + 氧化剂二苯胺磺酸钠 二苯胺磺酸 二苯联苯胺磺酸 （还原型） （无色） 氧化剂二苯联苯胺磺酸紫（紫色）（氧化型）反应的 n =2，变色电位范围：2059.085.0-~2059.085.0+ 即 0.82 ~ 0.88 (V)二苯胺磺酸钠指示剂空白值：产生原因：a.指示剂用量；b.滴定剂加入速度、被滴定剂浓度及滴定时间等因素有关消除办法：用含量与分析试样相近的标准试样或标准溶液在同样条件下标定K 2Cr 2O 7 。