氧化还原滴定法和沉淀滴定法.ppt
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1、关于氧化还原滴定法和沉淀滴定法关于氧化还原滴定法和沉淀滴定法2022/10/1现在学习的是第1页,共49页2022/10/181 氧化还原滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法以氧化还原反应为基以氧化还原反应为基础的滴定分析法础的滴定分析法氧化还原反应是电子转移的反应,反应历程复杂,而氧化还原反应是电子转移的反应,反应历程复杂,而且受外界条件影响较大。因此在氧化还原滴定法中就且受外界条件影响较大。因此在氧化还原滴定法中就要控制反应条件使其符合滴定分析的要求。要控制反应条件使其符合滴定分析的要求。现在学习的是第2页,共49页2022/10/1 分类分类按氧化剂标准溶液不同按氧化剂标准溶
2、液不同v高锰酸钾法(标准溶液高锰酸钾法(标准溶液KMnO4)v重铬酸钾法(标准溶液重铬酸钾法(标准溶液K2Cr2O7)v碘量法(标准溶液碘量法(标准溶液I2和和Na2S2O3)v溴酸钾法(标准溶液溴酸钾法(标准溶液KBrO3和和KBr)v硫酸铈法硫酸铈法现在学习的是第3页,共49页2022/10/1滴定终点的确定氧化还原指示剂(次甲基蓝、二苯胺磺酸钠)氧化还原指示剂(次甲基蓝、二苯胺磺酸钠)自身指示剂(高锰酸钾标准溶液)自身指示剂(高锰酸钾标准溶液)特殊指示剂(淀粉)特殊指示剂(淀粉)现在学习的是第4页,共49页2022/10/1Ce4+Fe2+Ce3+Fe3+1mol/L H1mol/L H
3、2 2SOSO4 4 滴定曲线滴定曲线现在学习的是第5页,共49页2022/10/1一、氧化还原指示剂一、氧化还原指示剂(一)、氧化还原指示剂(一)、氧化还原指示剂氧氧化化还还原原指指示示剂剂是是一一些些复复杂杂的的有有机机化化合合物物,它它们们本本身身具具有有氧氧化化还还原原性性质质,其其氧氧化化态态和和还还原原态态具具有有不不同同的的颜颜色色。在在氧氧化化还还原原滴滴定定中中,化化学学计计量量点点附附近近的的电电位位突突跃跃使使指指示示剂剂由由一一种种形形态态转转变变成成另另一一种种形形态态,同同时时伴伴随随颜颜色改变,从而指示滴定终点的到达。色改变,从而指示滴定终点的到达。现在学习的是第
4、6页,共49页2022/10/1根据能斯特方程,氧化还原指示剂的电位与其浓度根据能斯特方程,氧化还原指示剂的电位与其浓度的关系是:的关系是:氧化型还原型+In(Red)ne-In(Ox)指示剂的颜色指示剂的颜色由溶液中的由溶液中的c(In(Ox)/c(In(Red)来来决定决定。现在学习的是第7页,共49页2022/10/1变色范围变色范围理论变色范围:理论变色范围:E0(In)由于指示剂变色时的电极电势范围小,一般可用指示剂的标准由于指示剂变色时的电极电势范围小,一般可用指示剂的标准电极电势来估量指示剂变色时的电极电势。电极电势来估量指示剂变色时的电极电势。变变色色范范围围中间色中间色氧化型
5、的颜色氧化型的颜色还原型的颜色还原型的颜色 理论变色点理论变色点现在学习的是第8页,共49页2022/10/1指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内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指示剂的条件电位尽量与化学计量点电位相一致指示剂的选择原则指示剂的选择原则现在学习的是第9页,共49页2022/10/1 指示剂指示剂E0(In)/Vc(H+)=1mol.L-1氧氧化化态态还还原原态态配制方法配制方法次甲基蓝次甲基蓝0.36蓝蓝无无0.05水溶液水溶液二苯胺二苯胺0.76紫紫无无0.1浓浓H2SO4溶液溶液二苯胺磺酸钠二苯胺磺酸钠0.85紫红紫
6、红无无0.5水溶液水溶液邻苯胺基苯甲酸邻苯胺基苯甲酸1.08紫红紫红无无0.1g指示剂溶于指示剂溶于20ml5Na2CO3,用用水稀释至水稀释至100ml。邻二氮菲亚铁邻二氮菲亚铁1.06浅蓝浅蓝红红1.485g邻二氮菲,邻二氮菲,0.695gFeSO4 7H2O,用水稀释至用水稀释至100ml。5-硝基邻二氮菲硝基邻二氮菲1.25浅蓝浅蓝红红1.608g硝基邻二氮菲,硝基邻二氮菲,0.695gFeSO4 7H2O,用水稀释至用水稀释至100ml.常见的氧化还原指示剂常见的氧化还原指示剂现在学习的是第10页,共49页2022/10/1 有些滴定剂或被测物有颜色,滴定产物无色或颜色很有些滴定剂或
7、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,称为自身指示剂。指示剂的作用,称为自身指示剂。例:例:紫色紫色紫色紫色 无色无色无色无色深棕色深棕色 无色无色 优点:优点:无须选择指示剂,利用自身颜色变化指示终点无须选择指示剂,利用自身颜色变化指示终点(二)、自身指示剂(二)、自身指示剂10-5molL-1即可见粉红色即可见粉红色现在学习的是第11页,共49页2022/10/1(三)、特殊指示剂(三)、特殊指示剂 有些物质本身不具有氧化还原性,但可以同有些物质本身不具有氧化还原性,但可以同氧化还原电
8、对形成有色化合物,因而可以指示氧化还原电对形成有色化合物,因而可以指示终点。终点。例:淀粉例:淀粉+I2深兰色化合物深兰色化合物(5.010-6mol/L显著蓝色)显著蓝色)特点:反应可逆,应用于直接或间接碘量法特点:反应可逆,应用于直接或间接碘量法现在学习的是第12页,共49页2022/10/1二、高锰酸钾法二、高锰酸钾法1、方法简介、方法简介在强酸性溶液中,氧化性最强在强酸性溶液中,氧化性最强E0(MnO4-/Mn2+)=1.51V,产物为产物为Mn2;Mn-8H 5e-=Mn24HO在弱酸性或弱碱性中在弱酸性或弱碱性中,E0(MnO4-/MnO2)=0.60V,产物为产物为MnO;在强碱
9、性中在强碱性中E0.56V,产物为产物为MnO2-。可直接或间接测定许多无机物和有机物。可直接或间接测定许多无机物和有机物。注意:注意:在酸性溶液中的反应常用硫酸而非硝酸(氧化性)和盐酸在酸性溶液中的反应常用硫酸而非硝酸(氧化性)和盐酸(Cl-有还原性)有还原性).是因为是因为HNO3是氧化性酸,可能与被测物反应,是氧化性酸,可能与被测物反应,也不用也不用HCl,因为,因为HCl中的中的Cl-有还原性也能与有还原性也能与KMnO4反应。反应。现在学习的是第13页,共49页2022/10/1不能直接配制原因:不能直接配制原因:纯度仅为纯度仅为99%,含有杂质;,含有杂质;蒸馏水中常含有还原性物质
10、;蒸馏水中常含有还原性物质;配制方法:配制方法:称取稍多于计算用量称取稍多于计算用量 的的KMnO4 溶解溶解加热煮沸加热煮沸(15min)放置放置2周周微孔玻璃漏斗微孔玻璃漏斗过滤除去过滤除去MnO2 暗处保存暗处保存(棕色瓶)棕色瓶)半年内浓度改变较小半年内浓度改变较小2、标准溶液的配制、标准溶液的配制现在学习的是第14页,共49页2022/10/1标定基准物:基准物:Na2C2O、H2C2O42H2O、(NH4)2Fe(SO4)262O和纯铁丝等。和纯铁丝等。标定反应:标定反应:2MnO4-5C2O2-16H=2Mn2+10CO28H标定过程:标定过程:结果计算:结果计算:3、标准溶液的
11、标定、标准溶液的标定现在学习的是第15页,共49页2022/10/1速度:速度:开始时反应速度慢,滴定速度要慢;开始后反应本开始时反应速度慢,滴定速度要慢;开始后反应本身所产生的身所产生的Mn2起催化作用,加快反应进行,滴定速度可加快;起催化作用,加快反应进行,滴定速度可加快;温度:温度:近终点时加热近终点时加热65,促使反应完全(温度过高会使,促使反应完全(温度过高会使C2O42部份分解,低于部份分解,低于60反应速度太慢);反应速度太慢);酸度:酸度:保持一定的酸度保持一定的酸度(0.5-1.0mol/L 2SO4),为避免,为避免Fe3诱导诱导KMnO4氧化氧化Cl的反应发生,不使用的反
12、应发生,不使用HCl提供酸性介质;提供酸性介质;滴定终点:滴定终点:微过量高锰酸钾自身的粉红色指示终点(微过量高锰酸钾自身的粉红色指示终点(30秒不退)秒不退)标定时注意事项:标定时注意事项:现在学习的是第16页,共49页2022/10/1三、重铬酸钾法三、重铬酸钾法方法简介方法简介在酸性溶液中,在酸性溶液中,E01.33V,产物为产物为Cr3;Cr2O7-14H 6e=2Cr37H2O氧化性稍弱于氧化性稍弱于KMnO4,但具有以下优点:但具有以下优点:溶液稳定,置于密闭容器中可长期保存,浓度不变;溶液稳定,置于密闭容器中可长期保存,浓度不变;可在可在HCl介质中测定;介质中测定;可作基准物,
13、直接配制标准溶液;可作基准物,直接配制标准溶液;需要指示剂。需要指示剂。现在学习的是第17页,共49页2022/10/1四、碘量法四、碘量法(一)方法简介(一)方法简介碘量法是基于碘量法是基于I2的氧化性及的氧化性及I-的还原性进行物质含量的测的还原性进行物质含量的测定方法。定方法。I3-+2e=3I-E0 0.54VI2是较弱的氧化剂,是较弱的氧化剂,I-是中等强度的还原剂。是中等强度的还原剂。碘量法分类:碘量法分类:直接碘量法直接碘量法间接碘量法间接碘量法现在学习的是第18页,共49页2022/10/1直接碘量法(碘滴定法):直接碘量法(碘滴定法):用用I I2 2标准溶液直接滴定还标准溶
14、液直接滴定还原性物质的方法。原性物质的方法。只能在微酸性或近中性溶液中进行。只能在微酸性或近中性溶液中进行。因测量条件限制,应用不太广泛。因测量条件限制,应用不太广泛。淀粉为指示剂,终点由无色变蓝色。淀粉为指示剂,终点由无色变蓝色。1、直接碘量法、直接碘量法现在学习的是第19页,共49页2022/10/1间接碘量法间接碘量法(又称滴定碘法又称滴定碘法):利用:利用I-的还原作用与氧的还原作用与氧化性物质反应生成游离的化性物质反应生成游离的I2,再用还原剂的标准溶液再用还原剂的标准溶液与与I2反应,从而测出氧化性物质含量的方法。反应,从而测出氧化性物质含量的方法。2、间接碘量法、间接碘量法现在学
15、习的是第20页,共49页2022/10/1基本反应:基本反应:2I-I2 I2 2S2O32-S4O62-2I-淀粉为指示剂,终点由蓝色变无色。淀粉为指示剂,终点由蓝色变无色。在滴定近终点时加入淀粉。在滴定近终点时加入淀粉。反应在中性或弱酸性溶液中进行:反应在中性或弱酸性溶液中进行:pH过高,过高,I2会发生岐化反应:会发生岐化反应:3I26OH-=IO3-5I-3H2OpH过低,过低,Na2S2O3会发生分解,会发生分解,I-容易被氧化容易被氧化;通常要求通常要求pH9。现在学习的是第21页,共49页2022/10/1误差来源:误差来源:I2易挥发;易挥发;I-在酸性溶液中易被来源于空气中的
16、氧氧化而析出在酸性溶液中易被来源于空气中的氧氧化而析出I2。预防措施预防措施:加入过量加入过量KI,生成生成I3-络离子;络离子;氧化析出的氧化析出的I2立即滴定;立即滴定;避免光照;避免光照;控制溶液的酸度;控制溶液的酸度;使用碘量瓶;使用碘量瓶;滴定时不能过度摇动。滴定时不能过度摇动。3、碘量法误差来源、碘量法误差来源现在学习的是第22页,共49页2022/10/11、I2标准溶液的配制与标定标准溶液的配制与标定市售的碘常含有杂质,不能作为基准物,只能用间接法配制,市售的碘常含有杂质,不能作为基准物,只能用间接法配制,再用基准物标定,例如再用基准物标定,例如As2O3,或用硫代硫酸钠标定(
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