氧化还原滴定法知识点
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模块一氧化还原滴定法1、氧化还原滴定法简介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,是滴定分析四大滴定方法之一。
氧化还原滴定法反应比酸碱、配位以及沉淀三个滴定方法稍微复杂,不是所有的氧化还原反应都能用于滴定分析,需要慎重选择。
2、概念(1)可逆电对:能迅速建立起氧化还原平衡其电势符合能斯特公式计算的理论电势。
例:Fe3+/Fe2+ I2/I-(2)不可逆电对:(1)不能建立真正的平衡;(2)实际电势与理论电势相差较大例:MnO4-/Mn2+, Cr2O72-/Cr3+(3)对称电对:氧化态与还原态的系数相同。
例:Fe3++e Fe2+,MnO4-+8H++5eMn2++4H2O(4)不对称电对:氧化态与还原态的系数不同。
例:I2+2e2I-,Cr2O72-+14H++6e2Cr3++7H2O(5)电极电位:电位与溶液接触的界面存在双电层而产生的电位差,用Ф来表示,SI单位为伏特(V),符号为V.(6)标准电极电位:在热力学标准状态下的电极电位。
符号为Фθ。
(7)条件电极电位:当氧化型和还原型的分析浓度均为1Mol/L,校正了各种外界因素的影响后的实际电极电位。
符号为Ф′.(下文(E)通用于(Ф))3、能斯特方程式及条件平衡常数氧化还原反应:两电对的半反应及相应的Nerst方程:―――――条件平衡常数4、反应进行的程度化学计量点时反应进行的程度可由某物质的氧化型与还原型的比值表示,该比值可根据平衡常数求得。
一般说来,两电对的条件电位差值越大,K值也越大,反应进行的越完全。
当lgK≥6或两电对的条件电位差△Фo′≥0.4V(n1=n2=1)时,反应可完全进行。
5、影响氧化还原反应速率的因素O2+4H++4e=2H2OSn4++2e=Sn2+Ce4++e=Ce3+从以上三个标准电势看:a.Ce4+应该氧化水产生O2b.Sn2+在水溶液中易转化为Sn4+c.事实上它们的反应速率很慢,可以认为没有发生氧化还原反应。
第⼗⼀章氧化还原滴定法第⼗⼀章氧化还原滴定法第⼀节氧化还原反应⼀、氧化还原反应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,⽤于测定具有氧化性和还原性的物质,对不具有氧化性或还原性的物质,可进⾏间接测定。
上述的三个化学反应⽅程式中1和3中有元素的化合价发⽣了变化,我们把有这种现象的化学⽅程式的反应称为氧化还原反应。
1. 标志:元素化合价发⽣变化。
2. 定义:发⽣电⼦的转移(电⼦的得失或电⼦对的偏转)的反应,称为氧化还原反应。
3. 规律:升失电⼦总数相等。
练习:判断下列化学反应是否是氧化还原反应1. 2H2O === H2↑+ O2↑2. 2Na+ Cl2 === 2NaCl3. Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑⼆、常见的氧化剂和还原剂1.过氧化氢纯净的过氧化氢是⽆⾊粘稠液体,可与⽔以任意⽐例混合,汽⽔溶液称双氧⽔,过氧化氢受热、遇光,接触灰尘易分解⽣成⽔和氧⽓。
2H2O2 === 2H2O+ O2↑因此过氧化氢具消毒杀菌的作⽤。
医学上常⽤质量分数为0.03的过氧化氢⽔容易作为外⽤消毒剂,清晰创⼝。
市售过氧化氢的质量分数为0.3,有较强的氧化性,对⽪肤有很强的刺激作⽤,使⽤时要进⾏稀释。
2.⾼锰酸钾医学上成为P.P,为深紫⾊有光泽的晶体。
易溶于⽔,⽔溶液的颜⾊根据⾼锰酸钾的含量的多少可有暗紫红⾊到鲜红⾊。
⾼锰酸钾是强氧化剂,医学⽣常⽤其稀释液作为外⽤消毒剂。
3.硫代硫酸钠常⽤的是硫代硫酸钠晶体(带有5个结晶⽔)俗称海波。
它是⽆⾊晶体,易溶于⽔,具有还原性。
苏打:Na2CO3⼩苏打:NaHCO3⼤苏打:Na2S2O3·5H2O硫代硫酸钠在照相术中常⽤作定影剂,医学上可⽤于治疗慢性荨⿇疹或作解毒剂。
第⼆节⾼锰酸钾法⼀、原理(⼀)⾼猛酸钾法的原理在强酸性溶液中,以⾼锰酸钾为滴定液,直接或间接测定还原性或氧化性物质含量的氧化还原滴定法。
终点前:过氧化氢郭亮,随着滴定的进⾏,过氧化氢越来越少。
氧化还原滴定知识点总结一、氧化还原滴定的基本原理氧化还原滴定即以氧化还原反应为依据进行滴定分析的方法。
氧化还原反应是指化学反应中发生电子的转移或交换的过程。
一般情况下,含有氧化还原反应的物质被称为氧化剂和还原剂。
在氧化还原反应中,氧化剂是从其他物质中接受电子的物质,它具有增加氧合物中氧原子或减少碱金属离子价态的性质,而还原剂则是具有捐赠电子的性质,其自身在化学反应中会氧化。
常见的氧化还原反应有氧化氢气(H2O2)、碘酸盐和还原反应、铁离子和铁氰化钾的还原反应等。
氧化还原滴定的基本原理是根据氧化还原反应物质的定量关系,通过一种含有已知浓度的氧化剂或还原剂的溶液称为滴定液,将之滴定到含有还原剂或氧化剂的被测溶液中,当被测溶液中的还原剂或氧化剂和滴定液中的氧化剂或还原剂发生滴定反应达到等当点时,滴定液中氧化剂或还原剂的浓度与被测溶液中还原剂或氧化剂的浓度成定量关系。
这种方法是通过观察氧化还原反应的滴定过程中的颜色变化来判断滴定的等当点。
二、氧化还原滴定的方法步骤1. 准备滴定装置和试剂氧化还原滴定的基本装备主要包括滴定管、滴定瓶、比色皿、酒精灯和胶头滴管等。
在进行滴定前需要准备好所需的滴定液、指示剂、被测溶液等试剂。
另外,要准确称取所需的滴定液和被测溶液。
2. 调试示数法将所需的清洁滴定瓶挂在滴定架上,观察滴定管是否漏水或气泡,确定滴定的刻度清晰可见。
然后使用洗净的胶头滴管,在滴定管中放入滴定液,并在试管中加入适量的指示剂。
3. 滴定反应将滴定液滴定到用于滴定的试管中,同时搅拌被测液,直到反应达到等当点。
在反应接近终点时,要以每滴一滴速度滴加滴定液,并不断搅拌被测液,以便准确观察颜色的变化。
4. 记录结果在反应达到终点后,应立即记录滴定过程中滴定液的体积,然后根据已知滴定液的浓度以及反应的化学方程式计算出被测溶液中所含氧化剂或还原剂的浓度。
三、常见氧化还原滴定的指示剂1. 淀粉指示剂:常用于碘酸钾和亚硫酸钠的滴定中,淀粉与碘之间有络合变色反应,因此被用作指示剂。
一、氧化还原滴定的滴定分数设用浓度为c0(Ox1)的氧化剂Ox1滴定浓度为c0(Red2)、体积为V0的还原剂Red2,滴定反应为:aOx1+bRed2= aRed1+bOx2当加入体积为V的氧化剂Ox1时,滴定分数f=bc0(Ox1)V/ac0(Red2)V0化学计量点时fsp=1,则c0*(Ox1)Vsp/c0(Red2)V0=a/b即化学计量点时所加入的氧化剂的物质的量与被滴定的还原剂的物质的量之比,恰等于反应式所表达的化学计量系数之比。
f的大小反映了滴定的程度。
二、常见的指示剂包括:1.氧化还原指示剂:具氧化或还原性,其氧化型和还原型的颜色不同,氧化还原滴定中由于电位的改变而发生颜色改变,从而指示终点指示剂的选择原则:指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内指示剂的条件电位尽量与化学计量点电位相一致2. 自身指示剂:有些滴定剂或被测物有颜色,滴定产物无色或颜色很浅,则滴定时无须再滴加指示剂,本身的颜色变化起着指示剂的作用优点:无须选择指示剂,利用自身颜色变化指示终点3.特殊指示剂:有些物质本身不具有氧化还原性,但可以同氧化还原电对形成有色配合物,因而可以指示终点特点:反应可逆,应用于直接或间接碘量法例:淀粉+ I3 ¯——深兰色配合物(5.0×10-6mol/L→显著蓝色)三、氧化还原法滴定前的预处理分类:预氧化处理,预还原处理对预处理剂要求:反应定量、完全、快速过量的预处理剂易除去氧化还原反应具有一定选择性预处理时所用的氧化剂和还原剂应符合的要求:反应进行完全,速率快。
过量的氧化剂和还原剂易于除去;反应具有一定的选择性四、常用的氧化还原滴定方法及应用一)KMnO4法、K2Cr2O7法、碘量法、其他氧化还原方法二)应用实例1.H2O2的测定可用KMnO4标准溶液在酸性溶液中直接滴定H2O2溶液,反应如下:MnO4-+5 H2O2:+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O反应开始较慢,随着Mn2+的增加,反应速度加快。
氧化还原滴定法总结第5章氧化还原滴定法5.1氧化还原反应的条件电位及其影响因素5.1.1条件电位1.标准电位φθ半电池的所有反应物质活度为1时,电极相对于标准氢电极电位的电位值,即该电极与标准氢电极组成的电池的电动势。
2.电极电位φ25℃时,⽤Nernst⽅程表⽰可逆氧化(Ox)还原(Red)电对的电位:3.条件电位φθ′以浓度代替活度,并考虑体系中的副反应,则引⼊活度系数和副反应系数:Nernst⽅程表⽰为:即条件电位:5.1.2条件电位的影响因素1.离⼦强度由于各种副反应对电位的影响远⼤于离⼦强度,因此往往忽略离⼦强度的影响,即2.沉淀的⽣成氧化态⽣成沉淀使电对的电位降低,还原态⽣成沉淀使电对的电位升⾼。
3.络合物的形成溶液中的络合剂往往与⾦属离⼦的氧化态及还原态形成稳定性不同的络合物,若氧化态形成的络合物更稳定,则电位降低;若还原态形成的络合物更稳定,则电位升⾼。
⼀般规律是络合剂与氧化态形成的络合物更稳定(反例:邻⼆氮菲与Fe3+/Fe2+)。
4.溶液的酸度1)H+/OH-直接参与电极反应,则其浓度直接影响电位值。
2)H+/OH-影响Ox/Red的形态,进⽽影响电位值。
5.1.3氧化还原反应进⾏的程度氧化还原反应的两电对半反应为:整理后得:(p为n1、n2的最⼩公倍数,p=n1p1=n2p2)引⼊条件平衡常数K’:5.2氧化还原反应的速率5.2.1浓度对反应速率的影响反应物的浓度增加,反应速率增⼤。
5.2.2温度对反应速率的影响温度每增⾼10℃,反应速率增⼤2~3倍。
5.2.3催化剂与反应速率提⾼反应速率的有效⽅法之⼀是使⽤催化剂。
5.2.4诱导反应1.诱导反应:⼀个氧化还原反应的进⾏促进了另⼀个氧化还原反应的进⾏。
2.可能的原理:反应过程中形成的不稳定的中间体具有更强的氧化能?。
3.诱导反应与催化反应的区别:催化反应中,催化剂参与反应后恢复到原来的状态;诱导反应中,诱导体参加反应后变成了其他物质,作⽤体的消耗量增加使结果产⽣误差。
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一类滴定方法。
指示剂:自身指示剂、特殊指示剂和氧化还原指示剂。
药品检验中应用较多氧化还原滴定:碘量法、铈量法及亚硝酸钠滴定法。
考点1:碘量法1.直接碘量法:滴定反应:标准I2液+还原性药物→2I-滴定液:碘滴定液——标定用基准物质三氧化二砷终点判断:淀粉指示剂;I2自身滴定条件:中性、酸性、弱碱性2.间接碘量法:(1)置换碘量法:氧化性药物+I-→I2(过量KI)I2+Na2S2O3→Na2S4O6+2I-滴定液:硫代硫酸钠滴定液——标定用基准物质重铬酸钾终点判断:淀粉指示剂(近终点时加入)(2)剩余碘量法:强还原性药物+I2→2I-(过量)I2(剩余)+Na2S2O3→Na2S4O6+2I-滴定液:碘滴定液+硫代硫酸钠滴定液终点判断:淀粉指示剂(近终点时加入)用碘量法分析的药物:维生素C考点2:铈量法滴定反应:Ce4++e Ce3+淡黄色无色滴定液:硫酸铈滴定液——标定用基准物质三氧化二砷终点判断:自身指示剂;邻二氮菲亚铁反应条件:酸性用铈量法分析的药物:硝苯地平考点3:亚硝酸钠滴定法滴定反应:Ar-NH2 +NaNO2 +2HCl→[Ar-N+≡N]Cl + NaCl+2H2O芳伯胺→重氮化反应滴定液:亚硝酸钠滴定液——标定用基准物质对氨基苯磺酸终点判断:永停滴定法、外指示剂法(碘化钾-淀粉试纸)反应条件:(1)酸的种类与浓度:HBr> HCl> H2S04或HN03 酸度也不宜过高(2)反应温度与滴定速度:温度太高,亚硝酸挥发和分解;温度过低,反应的速度太慢。
滴定速度前快后慢:(3)加入溴化钾的作用:加快重氮化反应用亚硝酸滴定法分析的药物:盐酸普鲁卡因、磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶、用氢氧化钠滴定液(0.1000 mol/L)滴定20.00ml盐酸溶液(0.1000 mol/L),滴定突跃范围的pH值是A.1.00~3.00B.3.00~4.30C.4.30~9.70D.8.00~9.70E.9.70~10.00『正确答案』C『答案解析』氢氧化钠滴定盐酸为强碱滴定强酸,PH值的突跃范围应该跨越酸碱范围,只有C符合。
氧化还原滴定法知识点总结
氧化还原滴定(ORP)是利用氧化还原在电解质溶液中发生时所產生的電流來測定某一溶液中各種元素的浓度。
它是最先用來衡量電解质溶液中氧化還原平衡的穩定性,隨著科技的進步,它也用於測定其他有機物及無機離子的濃度,以便用於各種國家環境部門制定的環保排放標準的分析。
氧化还原滴定的基本原理是在电位差的变化情况下,通过建立新的化合物,使氧化剂和还原剂之间进行协调作用,从而改变其溶液中的电解质浓度,从而改变电位差。
氧化还原滴定的分析方法,分為固定滴定及動態滴定方法二大類,其中,固定滴定方法分為單溶劑為溶劑滴定及雙溶劑連續滴定兩種;動態滴定方法分為開放式及封閉式滴定。
固定滴定裡,單溶劑為溶劑滴定指的是在氧化还原滴定中,所動態變化的系統由一種有限的溶劑組成,用一種溶劑作為分擔劑,針對反應中的离子,調整电位和滴定剂濃度就可以得到樣品的性質。
它的優點是操作簡單,操作參數容易控制,可以在一定濃度範圍內以滴定法測定樣品的濃度。
缺點是可能出現比較複雜的穩定性曲線,氣泡產生時可能導致測定結果失真。
雙溶劑連續滴定由於是動態滴定,反應器內系統動態變化,且與反應器內的氧化還原步驟直接相關聯的系統為分析者參考,使得滴定物的滴定分析更加準確。
滴定時,控制反應器溫度,可以選擇合適的滴定溶液來大大提高測定的精度,更能減少因滴定溶液受到外部干擾而導致測定結果失真的可能性。
封閉式滴定不僅可以滴定樣品中濃度浓度,更可以滴定樣品中濃度變化,且滴定溶液直接與樣品接觸,因而不容易受到干擾。
封閉式滴定是一種方便,精準,安全的技術,尤其在高濃度針對各種複雜樣品的滴定分析方面,需要確保更高的分。
氧化还原滴定法知识点
1.条件电位的数值:条件电位的数值除与电对的标准电位有关外,还与溶液中电解质的组
成和浓度以及能与电对发生副反应的物质的组成和浓度有关。
2.影响条件电位的因素:即影响电对物质的活度系数和副反应系数的因素,主要有:盐效
应、酸效应、生成沉淀、生成络合物。
3.影响氧化还原速率的因素:氧化剂和还原剂的性质,反应物的浓度,溶液的温度,催化
剂的作用。
4.间接碘量法加入淀粉指示剂的适宜时间:滴定至近终点时。
5.选择合适的指示剂:
(1)以KMnO4滴定H2C2O4:自身指示剂
(2)以I2滴定维生素C:淀粉
(3)以Ce4+滴定Fe2+:二苯胺磺酸钠
(4)以KBrO3滴定Na2S2O3
6.选择合适的滴定方法:
(1)测定KBrO3含量:碘量法
(2)测定微量水分的氧化还原滴定法:碘量法
7.用EDTA测定含有Ca2+、Mg2+的溶液中的Ca2+:应先消除Mg2+的干扰,宜采用控制酸度法。
8.间接碘量法防止I2挥发的方法:加入过量的KI、在室温下进行滴定、使用碘量瓶。
9.配制标准溶液时需要加入一定量的KI:作用增加碘在水中的溶解度。
10.配制Na2S2O3标准溶液时要:用新煮沸放冷的蒸馏水、加入少量无水Na2CO3作稳定剂、放
置一段时间后进行滴定。
11.下列现象各属于什么反应
(1)用KMnO4滴定Fe2+时Cl-的氧化反应速率被加速——诱导反应
(2)用KMnO4滴定C2O42-时,红色消失由慢到快——自动催化反应
(3)Ag+存在时,Mn2+被S2O82-氧化成MnO4-——催化反应
12.间接碘量法的误差来源:I-的氧化和I2的挥发。
13.以KMnO4溶液滴定Fe2+的理论滴定曲线与实验滴定曲线有较大的差别,因为——MnO4-/Mn2+
电对为不可逆电对;计量点电位E sp不在滴定突跃的终点,这是由于——两电对电子转移数不同。
14.配制I2标准溶液,必须加入KI,目的——I-与I2形成络合物易溶于水,防止I2挥发。
15.电对Fe(CN)63-/Fe(CN)64-的条件电位将随着介质离子强度增加而——增高,其氧化能力将
——加强。
电对Fe3+/Fe2+在含F-的介质中,其条件电位将随F-浓度增加而——降低,其氧化能力将——减小。
16.在卤素离子中,只有I-能将Fe3+还原Fe2+。
17.氧化还原指示剂
(1)自身指示剂:标准溶液或被滴定的物质本身有颜色,如果反应后为无色或浅色物质,例如:KMnO4。
(2)淀粉指示剂:有的物质并不具有氧化还原性,但它能与氧化剂或还原剂产生特殊的颜色。
(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。
例如:二苯胺磺酸钠还原态为无色,氧化态为紫红色。
18.影响滴定突跃范围的因素:反应取决于电子转移数与电势差,与浓度无关。