第四章氧化还原分析法
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氧化还原滴定法的原理氧化还原滴定法是一种常用的分析化学方法,它通过测定被测物质与氧化还原试剂之间的氧化还原反应来确定被测物质的含量。
在实际应用中,氧化还原滴定法被广泛应用于医药、环境监测、食品安全等领域,具有操作简便、准确性高的特点。
氧化还原滴定法的原理基于氧化还原反应。
在这种反应中,氧化剂与还原剂之间发生电子的转移,从而使得氧化剂自身被还原,还原剂自身被氧化。
在滴定过程中,通过加入适量的氧化还原试剂,使得被测物质与试剂发生氧化还原反应,从而确定被测物质的含量。
氧化还原滴定法的关键在于选择适当的氧化还原试剂。
常见的氧化还原试剂包括高锰酸钾、碘量法、过碘酸盐滴定法等。
这些试剂在滴定过程中能够与被测物质发生明显的氧化还原反应,从而实现对被测物质含量的准确测定。
在进行氧化还原滴定法时,需要注意滴定条件的选择。
滴定条件包括溶液的浓度、滴定剂的添加速度、滴定终点的判定等。
这些条件的选择对于滴定结果的准确性有着重要的影响。
通常情况下,滴定条件的选择需要根据被测物质的性质和滴定试剂的特点来确定。
此外,氧化还原滴定法在实际应用中还需要考虑滴定终点的判定。
滴定终点是指滴定反应达到了完全的状态,此时试剂的添加量与被测物质的摩尔量成为化学计量比。
滴定终点的判定通常通过指示剂或者仪器来实现,其中指示剂可以根据颜色的变化来判断滴定终点是否已经达到。
总之,氧化还原滴定法是一种重要的分析化学方法,它通过测定被测物质与氧化还原试剂之间的氧化还原反应来确定被测物质的含量。
在实际应用中,选择适当的氧化还原试剂、滴定条件的合理选择以及滴定终点的准确判定是保证滴定结果准确性的关键。
希望本文的介绍能够帮助读者更深入地了解氧化还原滴定法的原理和应用。
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。
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滴定分析方法。
氧化还原反应是基于电子转移的反应反应机制比较复杂常伴有副反应发生反应较慢介质对反应也有较大影响。
因此氧化还原滴定中必须控制适宜的条件以保证反应定量、快速进行。
根据选用的滴定剂氧化剂不同氧化还原滴定法可分为、高锰酸钾法、亚硝酸钠法、重铬酸钾法等。
I2与I-组成电对的标准氧化势E0I2/2I-0.54见下表处于标准氧化还原电位表的中间位置。
凡是氧化势比I2/2I-电对小的还原性物质或氧化势比I2/2I-电对大的氧化性物质都可用碘量法直接或间接地测定因此碘量法在药物分析中应用较为广泛。
碘量法是以碘作为氧化剂或以碘化物作为还原剂进行氧化还原滴定的方法。
它们的电子得失分别用下式表示I22e 2I-2I--2e I2游离的I2能够取得电子变成碘离子因此I2是氧化剂。
I-则容易失去电子变成游离的I2。
表1 反应方程式E0VZn-2eZn2-0.76AsO33-2OH--2eAsO43-H0.71S2--2eS-0.51C2O42--2e2CO2-0.49H2气-2e2H0.002S2O32--2eS4O62-0.09Sn2-2eSn40.1521--2eI20.54MnO24OH--3eMnO4-2H 2O0.58HAsO22H2O-2eH3AsO42H0.58Fe2-eFe30.77HNO2H2O-2eNO3-3H0.942Cr37 H2O-6eCr2O72-14H1.332C1--2eC12溶液1.36Br-3H2O-6eBrO3-6H1.44Mn24H2O-5eMnO4-8H1.49MnO2固2H2O-3eMnO4-4H1.68①每一电位既与氧化型有关又与还原型有关。
②表中号的左边是还原剂还原性由上而下依次减弱右边是氧化剂氧化性从上到下依次增强。
③在表中相隔越远的电对电位差越大相互作用也越猛烈。
电对中氧化型的浓度越大氧化还原电位的数值也就越大但是反应生成物总是趋向于使反应逆向进行因此电对中还原型的浓度越大氧化还原的电位数值就越小。
专题04 氧化还原反映及其应用热点题型和提分秘【高频考点解读】1.以生产、生活、社会中的实际问题考查氧化还原反映的大体概念,分析物质的氧化性、还原性强弱和电子转移进程。
2.结合物质的推断及离子反映考查氧化还原反映的书写。
3.电子守恒法在氧化还原反映计算中的应用。
【热点题型】题型一考查氧化还原反映概念例一、亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、平安性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为:Li2NH+H2===LiNH2+LiH。
以下有关说法正确的选项是( )A.Li2NH中N的化合价是-1B.该反映中H2既是氧化剂又是还原剂C.Li+和H-的离子半径相等D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同【提分秘籍】经历氧化还原反映概念的“三种方式”1.氧化还原反映大体概念间的关系:2.表现性质规律:同种元素不同价态原子的最高价只表现氧化性,最低价只表现还原性,中间价态既表现氧化性又表现还原性。
3.熟记氧化还原反映中几对概念的方式:(1)典型反映经历法:能够依照氢气还原氧化铜的典型反映分析,氢气是还原剂,反映后化合价升高,发生氧化反映,推理取得化合价升多发生氧化反映的普遍规律。
(2)浓缩经历法:确实是将几个关键概念进行浓缩,便于经历。
例如上述关系能够浓缩为:高失氧;低得还。
即化合价升高,失电子,发生氧化反映;化合价降低,得电子,发生还原反映。
(3)联想经历法:对相关概念进行合理联想,达到牢固经历的目的。
例如宇航员飞到高空,失重,缺氧。
高失氧即化合价升高、失去电子、发生氧化反映。
【触类旁通】ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处置剂。
实验室可通过以下反映制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4===2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,以下说法正确的选项是( )A.KClO3在反映中失去电子B.ClO2是氧化产物C.1 mol KClO3参加反映有2 mol电子转移D.H2C2O4在反映中被氧化【热点题型】题型二考查氧化性、还原性强弱例二、已知:①向KMnO4晶体中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;③取少量实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。
1 第四章 氧化还原分析法(高级药物分析工和化验分析工理论试卷) 一、填空题(每题1分,共20分) 1、已知VVVBrBrClClII09.1,36.1,54.0///222。若将氯水慢慢加入到含量有溴离子和碘离子的溶液中,所产生的现象应是 2、某盐酸溶液中LmolCCIIFeIIIFe/1)()(,此时溶液中铁电对的条件电位的表达式是 3、已知VMnMnO51.124/,那么该电对的条件电位与pH之间的关系式是
4、已知VVSnSnFeFe15.0,77.02423//,那么Fe3+与Sn2+反应的平衡常数的对数值为 5、若两电对的电子转移数分别为1和2,为使反应完全程度达到99.9%,两电对的条件电位差至少应大于 伏。 6、用高锰酸钾滴定二价铁时,氯离子的氧化被加快,这种现象称作 7、用高锰酸钾滴定草酸根离子时,反应速度由慢到快,这种现象称作 8、间接碘量法常以淀粉为指示剂,其加入的适宜时间是 9、已知在盐酸介质中VVCeCeFeFe44.1,68.03423//,则下列反应Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+在化学计量点时溶液中34/CeCe的比值是 10、以20ml 0.10mol/LFe3+的盐酸溶液与40ml 0.050mol/LSnCl2溶液混合,平衡时溶液的电势是(已知VVSnSnFeFe14.0,68.02423//) 11、稀硫酸介质中,用铈量法测定铁时,滴定至50%时溶液的电势是(已知VVCeCeFeFe44.1,68.03423//
)
12、氧化还原滴定中,当浓度均增大10倍,突越大小变化为 13、用K2Cr2O7法测二价铁时,若SnCl2加入不足,则导致测定结果是 14、用草酸钠标定高锰酸钾溶液浓度时,溶液的酸度过低,这会导致测定结果
15、某含MnO矿石,用过氧化钠熔融后得到Na2MnO4,以水浸取之,煮沸浸取液 2
以除去过氧化物,然后酸化,此时锰酸根歧化为高锰酸根和二氧化锰,滤去二氧化锰,滤液用标准Fe2+溶液滴定,则2FeMnOnn:为 16、以0.01000mol/L 重铬酸钾溶液滴定25.00ml二价铁离子溶液,耗去重铬酸钾溶液25.00ml。每毫升二价铁离子溶液含铁(mg)(铁的原子量M=55.85) 17、在盐酸溶液中,碘酸钾与硫氰酸钾的反应式为 OHSOHICNIClClHIOSCN24223222632则0.02500mol/L
碘酸钾溶液对硫氰酸钾的滴定度为(硫氰酸钾的分子量=97.18) 18、用重铬酸钾法测定二价铁,25.00ml 0.01000mo/L 重铬酸钾溶液相当于三氧化二铁的质量是(三氧化二铁分子量=159.7) 19、欲配制500ml 0.1mol/L Na2S2O3溶液约需称取Na2S2O3•5H2O(Na2S2O3•5H2O分子量=248)的质量为 20、碘量法测定铜的过程中,加入碘化钾的作用是 二、判断题(每题1分,共20分,把选项填在答案栏,对的打“√”错的打“×”) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 1、凡是是氧化态活度降低的其标准电极电势就高 2、凡是是还原态活度降低的其标准电极电势就低 3、已知 VVVVVFeFeBrBrClClIIFF77.0,09.1,36.1,54.0,87.2232222/////
在卤素中除单质碘之外都能被二价铁还原 4、在酸性溶液中,溴酸钾与过量的碘化钾反应达到平衡时的溶液中,两电对的电位相等 5、在含三价铁和二价铁离子溶液中,如加入邻二氮菲溶液,则Fe3+/Fe2+电对的电位将减小 6、已知VVMnMnOBrBr51.1,09.124'2'//,高锰酸根氧化溴离子的最高允许pH是5.4 3
7、在硫酸介质中用高锰酸钾滴定二价铁离子,计量点电位偏向高锰酸根电对一方 8、在实验室里欲配制较为稳定的氯化亚锡溶液,应将氯化亚锡溶于盐酸溶液并加入少量的锡粒
9、ppm的表达式为610溶液的质量溶质的质量
10、ppb的表达式为1210溶液的质量溶质的质量 11、在酸性介质中,用高锰酸钾溶液滴定草酸盐,滴定应向酸碱滴定一样快速进行 12、在Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+滴定反应中,氧化还原滴定曲线是对称的 13、标定硫代硫酸钠的基准物质是重铬酸钾、三氧化二砷 14、重铬酸钾法一般在强酸介质中进行,而间接碘量法不宜在强酸或强碱介质中进行 15、邻二氮非亚铁即可用作铈量法的指示剂,又可用作重铬酸钾法的指示剂 16、条件电位与标准电位不同,它不是一种热力学常数,它的树脂与溶液中电解质的组成和浓度有关,特别是能与电对发生副反应物质的组成和浓度有关 17、若氧化态形成的配合物比还原态形成的配合物稳定,则条件电位升高 18、若氧化态形成的沉淀的溶度积常数比还原态形成的沉淀的溶度积常数大,则条件电位降低 19、实验室所用的0.10mol/L的高锰酸钾溶液是紫红色,所用的0.10mol/L重铬酸钾是橙色 20、实验室盛高锰酸钾溶液后产生的褐色污垢用盐酸和草酸钠进行洗涤 三、选择题(每题2分,共40分,把选择答案的字母填在表格中) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 1、已知VMnMnO51.124'/,计算pH=2及pH=4时该电对的条件电位分别是 4
A:1.31V,1.32V B:1.32V,1.13V C:1.51V,1.13V D:1.31V,1.01V 2、软锰矿主要成分是二氧化锰,测定方法是过量草酸钠与试样反应后,用高锰 酸钾标准溶液返滴定剩余草酸根,然后求出二氧化锰含量。不用还原剂的标准溶 液直接滴定的原因是 A:没有合适还原剂 B:没有合适指示剂 C:由于二氧化锰是难容物质,直接 滴定不合适 D:防止其它成分干扰 3、KMnO4标准溶液盛放在什么滴定管中。 A:碱式 B:无色酸式 C:棕色酸式 D:带蓝带的碱式 4、空白试验是在不加入试样的情况下,按所使用的测定方法,以同样的条件、 同样试剂进行,主要检查试剂、蒸馏水及器皿的杂质引入的。 A:偶然误差 B:随机误差 C:大误差 D:系统误差 5、应用高锰酸钾法测定双氧水含量不如用碘量法测定准确,主要原因是 A:终点不好观察 B:滴定管读数较困难 C:双氧水溶液中稳定剂(如乙酰苯胺)能与高锰酸钾作用 D:双氧水与高锰酸钾计量关系复杂 6、影响氧化还原反应平衡常数的因素是 A:反应物的浓度 B:温度 C:催化剂 D:产物的浓度 7、用同一高锰酸钾标准溶液,分别滴定体积相等的硫酸亚铁和乙二酸溶液,已知耗去高锰酸钾溶液体积相等,则两溶液浓度关系是 A:c(FeSO4)=c(H2C2O4) B:2c(FeSO4)=2c(H2C2O4) C:c(FeSO4)=2c(H2C2O4) D:c(FeSO4)=2/5c(H2C2O4) 8、间接碘量法测定铜离子时,在醋酸介质中反应:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2之所以能向定量完成,主要原因是 A:由于碘化亚铜沉淀的生成,使铜电对和碘电对的电势发生了改变 B:由于过量的碘离子使碘电对的电势减少了 C:由于碘化亚铜沉淀的生成,使铜电对的电势增大了 D:由于醋酸的存在,使铜电对的电势增大了 9、若用高锰酸钾标准溶液滴定亚硝酸根溶液,可选用哪一个作指示剂 A:EBT B:铂电极 C:淀粉 D:二甲酚橙 10、用0.02010mol/L高锰酸钾标准溶液对三氧化二铁(分子量=159.2)的滴定度为(g/mL) 5
A:0.006785 B:0.002085 C:0.008689 D:0.008025 11、用0.0683mol/L重铬酸钾标准溶液对三氧化二铁(分子量=159.2)的滴定度为(g/mL) A:0.008063 B: 0.006089 C:0.009032 D:0.005786 12、对于下列溶液在读取滴定管读数时,读液面周边最高点的是 A:重铬酸钾标准溶液 B:硫代硫酸钠标准溶液 C:高锰酸钾标准溶液 D:溴酸钾标准溶液 13、在用重铬酸钾标定硫代硫酸钠时,碘化钾与重铬酸钾反应较慢,为了使反应能进行完全,下列措施不正确的是 A: 增加碘化钾的量 B:溶液在暗处放置5min C:使反应在较浓溶液中进行 D:加热 14、分析数据的可靠性随平行测定次数的增加而提高,但达到一定次数后,再增加测定次数也就没有意义了。这一次数为 A:3 B:8 C:10 D:20 15、在氧化还原滴定中,如n1=n2=2,要使化学计量点时反应的完全程度达到99.9%,则两个电对的标准电位的最小差值为 A:0.354V B:0.266V C:0.177V D:0.148V 16、碘量法的误差的主要来源是 A:指示剂变色不明显 B:碘离子容易被空气中的氧所氧化 C:滴定时酸度要求太苛刻 D:碘标准溶液浓度不好确定 17、用重铬酸钾标准溶液测定铁含量时,以TiCl3还原三价铁,加入钨酸钠的作用是 A:氧化过量的氯化亚锡 B:氧化过量的TiCl3 C:指示三价铁已全部还原 D:催化剂过量TiCl3的氧化反应 18、重铬酸钾法测定鉄时,用氯化汞除去过量的氯化亚锡的反应条件是 A:室温进行 B:在热溶液中进行 C:氯化汞浓度要小,加入速度要慢 D:氯化汞浓度要大,加入速度要慢 19、0.5070g纯KIOx,将其还原为碘离子后,它正好能与23.36ml 0.1000mol/L硝酸银溶液完全反应。已知K、I、O的摩尔质量分别为39.0、130、16.则此物质