第八章氧化还原滴定法PPT讲稿.ppt

第八章 氧化还原滴定法第1页，共20页，编辑于2022年，星期三授课内容授课内容8.1氧化还原滴定法概述氧化还原滴定法概述 1、氧化还原平衡、氧化还原平衡 2、标准电极电位与条件电极电位、标准电极电位与条件电极电位 3、化学反应平衡常数、化学反应平衡常数 4、化学计量点的化学计量点的Esp值化学计量点的值化学计量点的Esp值值 5、氧化还原反应进行的方向、氧化还原反应进行的方向 6、氧化还原速率与催化作用、氧化还原速率与催化作用8.2 氧化还原氧化还原滴定指示剂滴定指示剂 1、自身指示剂、自身指示剂 2、氧化还原指示剂、氧化还原指示剂 3、专属指示剂、专属指示剂 第2页，共20页，编辑于2022年，星期三授课内容授课内容8.3 氧化还原滴定曲线氧化还原滴定曲线 Ce(SO4)2滴定滴定 FeSO48.4 氧化还原滴定前的预处理氧化还原滴定前的预处理 1、预处理的意义、预处理的意义 2、预处理的方法、预处理的方法8.5 氧化还原滴定法的应用氧化还原滴定法的应用 1、高锰酸钾法、高锰酸钾法 2、重铬酸钾法、重铬酸钾法 3、碘法和碘量法、碘法和碘量法 4、其他氧化还原滴定法、其他氧化还原滴定法8.6 氧化还原滴定法结果计算氧化还原滴定法结果计算 第3页，共20页，编辑于2022年，星期三重点与难点重点与难点1、氧化还原滴定法的理论基础、氧化还原滴定法的理论基础2、氧化还原滴定法指示剂指示终点的原理、氧化还原滴定法指示剂指示终点的原理3、氧化还原滴定各方法的特点及应用、氧化还原滴定各方法的特点及应用4、氧化还原滴定法结果计算、氧化还原滴定法结果计算第4页，共20页，编辑于2022年，星期三8.1 氧化还原滴定法概述氧化还原滴定法概述 定义：定义：氧化还原滴定法是指以氧化还原反应作为滴定反应测定物质含量的滴定分析方法。应用应用：使用氧化剂或还原剂标准溶液，直接或间接测定氧化性或还原性物质及一些非氧化性还原性物质。方法方法：根据使用的氧化性标准溶液名称分类，氧化还原滴定法有高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘法、铈量法、溴酸盐法等。以下就通过详细的讨论来了解氧化还原滴定法的原理、方法及其应用。第5页，共20页，编辑于2022年，星期三一、氧化还原平衡一、氧化还原平衡 氧化还原反应是两个电对的反应，以O 表示电对的氧化形，R 表示电对的还原形，n 表示得失电子数目，E表示标准电极电位，氧化还原反应的半反应为：O1+n1e R1 E1O2+n2e R2 E2 若 E1 E2，将发生如下反应：n2O1 n1R2 n1O2 n2R1 K K 为氧化还原反应平衡常数第6页，共20页，编辑于2022年，星期三二、标准电极电位与条件电极电位（二、标准电极电位与条件电极电位（1）电对电极电位的变化可用能斯特方程来估量：电对电极电位的变化可用能斯特方程来估量：式中：式中：R是气体常数，是气体常数，T 是绝对温度，是绝对温度，F 是是 法拉第常数，法拉第常数，表示活度。表示活度。在在25C（298.15K）时时，代代入入R、K值值，该该自自然然对对数为常用对数，并以平衡浓度代替活度，得：数为常用对数，并以平衡浓度代替活度，得：第7页，共20页，编辑于2022年，星期三标准电极电位与条件电极电位（标准电极电位与条件电极电位（2）若溶液中物质的活度系数不为 1，氧化形或还原形还有其他存在形式，则改用总总浓浓度度代替平平衡衡浓浓度度，且由活度、分布系数、总浓度之间的关系：=c代入并整理得：离子活度系数 分布系数第8页，共20页，编辑于2022年，星期三标准电极电位与条件电极电位（标准电极电位与条件电极电位（3）取：得：从上式可以看到当CO=CR时，E=E：E称为条件电极电位（亦称克式量电位），是在特定条件下，氧化形和还原形总浓度相等、或都等于1mol/L或它们的浓度比率为1时的实际的电对电极电位。在应用时，应根据实际情况选择使用E 。条件电极电位由实验测得。第9页，共20页，编辑于2022年，星期三三、氧化还原反应平衡常数三、氧化还原反应平衡常数（1）氧化还原反应平衡常数大小反映反应完全程度。氧化还原反应平衡常数大小反映反应完全程度。当氧化还原反应氧化还原反应反应平衡时，有：E1=E2。即：K 是条件平衡常数，是以总浓度代替平衡浓度时的平衡常数，经整理可得：第10页，共20页，编辑于2022年，星期三氧化还原反应平衡常数（氧化还原反应平衡常数（2）lgK n(E1E2)/0.059 （n 为两电对电子转移数的最小公倍数）根据上式，可由电极电位的差值估计平衡常数的大小，电极电位差值越大，K 也越大，反应进行越完全。通过上式，可求化学计量点时反应进行的程度，同时，也可求得满足分析测定误差要求的最小K值。第11页，共20页，编辑于2022年，星期三关于氧化还原平衡关于氧化还原平衡问题问题 一一 在在氧氧化化还还原原滴滴定定中中，氧氧化化还还原原平平衡衡常常数数应应有有多多大大，才才能能满满足足分分析析测定达到规定的误差要求？测定达到规定的误差要求？第12页，共20页，编辑于2022年，星期三问问 题题 一一 解解 释释 n2O1 n1R2 n1O2 n2R1 K若若以以误误差差0.1%为为实实际际反反应应完完全全的的标标准准，即即被被滴滴定定物物质质R2仅仅剩剩余余0.1%，生生成成物物O2接接近近100%，或或滴滴定定剂剂O1仅仅过过量量0.1%，生生成成物物R1近近似似100%，此此时时反反应应的的平平衡衡常数为：常数为：同理可求得，当同理可求得，当n1=n2=2时，对反应的要求亦是时，对反应的要求亦是lgK6第13页，共20页，编辑于2022年，星期三关于氧化还原平衡关于氧化还原平衡问问 题题 二二两电极电位差为多少时，可满足两电极电位差为多少时，可满足K值的要求？值的要求？根据根据lgK6的要求，从式的要求，从式 lgK n(E1E2)/0.059 可求出在此条件时两电对的电极电位差：可求出在此条件时两电对的电极电位差：当当n1=n2=1时，时，E0.354(V)；当当n1=n2=2时，时，E0.180(V)。若若电电子子转转移移数数不不等等，如如n1=a，n2=b，则则对对平平衡衡常常数数和和条条件件电电极极电位差值的要求为：电位差值的要求为：第14页，共20页，编辑于2022年，星期三四、四、化学计量点的化学计量点的Esp值值 对于如下反应 n2O1 n1R2 n1O2 n2R1可以推导出：Esp 值在氧化还原滴定法中对选择指示剂有重要意义。第15页，共20页，编辑于2022年，星期三五、五、氧化还原反应进行的方向（氧化还原反应进行的方向（1）氧化还原反应方向一般可由参与反应的两个电对的标准电极电位大小决定，即标准电极电位较大的电对氧化形氧化另一电对的还原形，生成他们的共轭产物。第16页，共20页，编辑于2022年，星期三氧化还原反应进行的方向（氧化还原反应进行的方向（2）但是如果体系有副反应，由标准电极电位E判断的反应方向可能改变，下面就沉淀反应对氧化还原反应进行的方向的影响举例说明。例如下面的反应：2Cu2+4I =2CuI +I2第17页，共20页，编辑于2022年，星期三氧化还原反应进行的方向（氧化还原反应进行的方向（3）以标准电极电位判断，似乎应是I把Cu氧化，反应向左进行，但实际上由于同时存在形成CuI沉淀的反应：第18页，共20页，编辑于2022年，星期三氧化还原反应进行的方向（氧化还原反应进行的方向（4）当Cu2+=I-=1mol/L时，可求得电对条件电极电位：第19页，共20页，编辑于2022年，星期三氧化还原反应进行的方向（氧化还原反应进行的方向（5）此时将发生Cu氧化I的反应，即由于有生成沉淀的副反应，改变了反应进行的方向。实际分析工作中常利用此反应进行铜盐或铜合金中铜含量的测定。第20页，共20页，编辑于2022年，星期三