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高锰酸钾标准溶液的配制及标定方法

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实验十二(0.02mol/L)KMnO4标准溶液的配制与标定<
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1、实验原理
市售的KMnO4试剂中常含有少量的MnO2和其它杂质,高锰酸钾在制备和贮存过程中,常混入少量的杂质,蒸馏水中常含有微量还原性的物质,它们可与MnO4-反应而析出MnO(OH)2沉淀,这些生成物以及光、热、酸、碱等外界条件的改变均会促进KMnO4的分解,因此KMnO4标准溶液不能直接配制。

为了配制较稳定的KMnO4溶液,常采用下列措施:(1)称取稍多于理论量的KMnO4溶液,溶解在规定体积的蒸馏水中。

(2)将配制好的KMnO4溶液加热至沸,并保持微沸1h,然后放置2~3天,使溶液中可能存在的还原性的物质完全氧化。

(3)用微孔玻璃漏斗过滤,除去析出的沉淀。

(4)将过滤后的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶中,并寸放在暗处,以待标定。

如需要浓度较稀的KMnO4溶液,可用蒸馏水将KMnO4稀释和标定后
使用,但不宜长期贮存。

标定KMnO4标准溶液的基准物很多,如Na< xmlnamespace prefix
="st1" />2C2O4、As2O3、H2C2O4·2H2O铁丝
等。

其中以Na2C2O4较为常用,因为它容易提纯,性质稳定,不含结晶水。

Na2C2O4在105~110℃烘干2h后冷却,即可。

在H2SO4溶液中,MnO4-与C2O4-的反应如下:
2 MnO4- + 5 C2O4- +16H+ < xmlnamespace prefix ="v" /> 2Mn2+ +
10CO2↑+ 8H2O
为了使这个反应能够定量地较快地进行,应注意下列滴定条件:(1)温度:在室温下,这个反应的速率缓慢,因此常将溶液加热至70~85℃时进行滴定。

但温度过高,若高于90℃,会使部分H2C2O4发生分解:
H2C2O4→CO2 + CO + H2O
(2)酸度:酸度过低,KMnO4易分解为MnO2;酸度过高,会促使H2C2O4分
解,一般滴定开始时的酸度应控制在0.5~1mol/L。

(3)滴定速度:开始滴定时的速度不宜太快,否则加入的KMnO4溶液来不及与C2O4-反应,即在热的酸性溶液中发生分解反应。

(4)催化剂:开始加入的几滴KMnO4溶液褪色较慢,随着滴定产物Mn2+的生成,反应速率逐渐加快。

因此,可于滴定前加入几滴MnSO4作为催化剂。

(5)指示剂KMnO4自身可作为滴定时的的指示剂,但使用浓度低至0.002mol/LKMnO4溶液作为滴定剂时,应加入二苯胺磺酸钠或1,10-邻二氮
非-Fe2+等指示剂来确定终点。

(6)滴定终点用KMnO4溶液滴定至终点后,溶液中出现的分红色不能持久,这是因为空气中的还原性的气体和灰尘都能使MnO4-还原,使溶液的分红色逐渐消失。

所以,滴定时溶液中出现的分红色如在0.5~1min内不褪色,
就可认为已经达到滴定终点。

2、操作步骤
(1)KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的配制:称取KMnO41.4g,溶于400ml 新煮沸放冷的蒸馏水中,置棕色玻璃瓶,摇匀,暗处放置7~14天,用垂熔玻
璃漏斗,存于另一棕色玻璃瓶中。

(2)KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的标定:精密称取在105℃干燥至恒重的基准物Na2C2O4约0.17g,置锥形瓶中,加入新鲜蒸馏水50ml加热使溶解,加入3mol/LH2SO415ml,摇匀,水浴加热至约75℃,逐渐缓慢加入数滴KMnO4标准溶液,并充分振摇,待紫红色褪去后,可加快滴定速度,近终点时又须减慢滴定速度,至溶液显粉红色并保持30s不褪即为终点。

当滴定终了时,
溶液温度不低于55℃。

四、结果计算
M Na2C2O4=134.00
3、注意事项
(1)滴定完成时,溶液温度应不低于55℃,否则反应速度慢而影响终点的观察与准确性。

操作中不要直火加热或使溶液温度过高,以免H2C2O4分解。

(2)开始滴定时反应速度较慢,所以要缓慢滴加,待溶液中产生了Mn2+后,由于Mn2+对反应的催化作用,使反应速度加快,这时滴定速度可加快;但注意仍不能过快。

否则来不及反应的KMnO4在热的酸性溶液中易分解。

近终点时,反应物浓度降低,反应速度也随之变慢,须小心缓慢滴入。

(3)KMnO4溶液受热或受光照将发生分解:
分解产物MnO2会加速此分解反应。

因此配好的溶液应贮存于棕色瓶中。


置于冷暗处保存。

(4)KMnO4在酸性介质中是强氧化剂,滴定到达终点的粉红色溶液在空气中放置时,由于和空气中的还原性气体和灰尘作用而逐渐褪色。

4、思考题
(1)在配制KMnO4标准溶液时应注意哪些问题?为什么?(2)用Na2CO3标定KMnO4标准溶液的过程中,加酸、加热和控制滴定
速度的目的是什么?
(3)为什么用硫酸控制溶液的酸度?。