分析化学武汉大学第五版省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
《分析化学武汉大学第五版省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《分析化学武汉大学第五版省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx(57页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第7章章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法7.1 氧化还原反应及平衡氧化还原反应及平衡7.2 氧化还原滴定基本原理氧化还原滴定基本原理7.3 氧化还原滴定中预处理氧化还原滴定中预处理7.4 惯用氧化还原滴定法惯用氧化还原滴定法7.5 氧化还原滴定结果计算氧化还原滴定结果计算第1页1 概概 述述氧化还原:得失电子氧化还原:得失电子,电子转移电子转移反应机理比较复杂,常伴有副反应反应机理比较复杂,常伴有副反应控制反应条件,确保反应定量进行,控制反应条件,确保反应定量进行,满足滴定要求满足滴定要求7.1 氧化还原平衡氧化还原平衡aOx+ne=bRed第2页氧化还原电对氧化还原电对对称电对:氧化态和还原
2、态系数相同对称电对:氧化态和还原态系数相同 Fe3+/Fe2+,MnO4-/Mn2+等等不对称电对:不对称电对:Cr2O72-/Cr3+,I2/I-等等可逆电对:任一瞬间都能建立平衡,电势可用能斯特可逆电对:任一瞬间都能建立平衡,电势可用能斯特方程描述。方程描述。Fe3+/Fe2+,I2/I-等等不可逆电对:不可逆电对:Cr2O72-/Cr3+,MnO4-/Mn2+等,等,到达平衡时也能用能斯特方程描述电势到达平衡时也能用能斯特方程描述电势第3页2 条件电势条件电势氧化还原反应氧化还原反应 Ox1+Red2 =Red1+Ox2由电对电势由电对电势EOx/Red大小判断反应方向大小判断反应方向
3、电对电势电对电势能斯特方程能斯特方程abRedlgEOx/Red=E +aaOxaOx+ne=bRed第4页描述电对电势与氧化还原态分析浓度关系描述电对电势与氧化还原态分析浓度关系 条件电势:特定条件下,条件电势:特定条件下,cOx=cRed=1molL-1 或浓度或浓度比为比为1时电正确实际电势,用时电正确实际电势,用E 反应了反应了离子强度及各离子强度及各种副反应种副反应影响总结果,与介质条件影响总结果,与介质条件和温度相关。和温度相关。第5页aOx=Ox Ox =cOx Ox/Ox aRed=Red Red=cRed Red/RedE (条件电势)条件电势)0.059lg0.059lgn
4、c OxnE=E +Ox Red Red Ox c RedabRedlgEOx/Red=E +aaOx第6页影响条件电势原因影响条件电势原因0.059lgnE =E +Ox Red Red Ox 离子强度离子强度 酸效应酸效应 络合效应络合效应 沉淀沉淀 第7页a 离子强度离子强度0.059lg0.059lgnc OxnE=E +Ox Red Red Ox c Red忽略离子强度影响忽略离子强度影响0.059lgOxnE=E +Red0.059lg0.059lgnc OxnE=E +Red Ox c Red第8页b 酸效应酸效应 H+或或OH-参加氧化还原反应中参加氧化还原反应中,影响氧化还原
5、影响氧化还原态物质分布情况,并直接出现在能斯特方程中,态物质分布情况,并直接出现在能斯特方程中,影响电势值。影响电势值。c 生成络合物生成络合物氧化态形成络合物更稳定,使电势降低,还原氧化态形成络合物更稳定,使电势降低,还原性增加,反之则电势升高,氧化性增加性增加,反之则电势升高,氧化性增加d 生成沉淀生成沉淀氧化态生成沉淀,使电势降低,还原性增加氧化态生成沉淀,使电势降低,还原性增加还原态生成沉淀,则电势升高,氧化性增加还原态生成沉淀,则电势升高,氧化性增加第9页3 氧化还原反应平衡常数氧化还原反应平衡常数p2Ox1+p1Red2=p2Red1+p1Ox2Ox1+n1e=Red1 E1=E1
6、 +Ox2+n2e=Red2 E2=E2 +0.059n1lgcOx1cRed10.059n2lgcOx2cRed2cRed1cOx1cOx2cRed2p1p1p2p2K =第10页平衡时:平衡时:E1=E2=p E 0.059cOx1cRed1lgcOx2cRed2p1p1p2p2=p(E1 -E2)0.059=lgK E 越大越大 K 越大越大E1+0.059n1lgcOx1cRed10.059n2lgcOx2cRed2=E2 +p=n1p2=n2p1 n1,n2最小公倍数最小公倍数第11页对于下面滴定反应,欲使反应完全度达对于下面滴定反应,欲使反应完全度达99.9以上,以上,E 最少为最
7、少为多少?多少?lgK =lg(99.9%)p1(99.9%)p2(0.1%)p1(0.1%)p2 lg103p1 103p2=3(p1+p2)E =lgK p0.059 p0.059 3(p1+p2)p2Ox1+p1Red2=p2Red1+p1Ox2n1=n2=1 p=1,lg K 6,E 0.35 Vn1=1,n2=2 p=2,lg K 9,E 0.27 Vn1=n2=2 p=2,lg K 6,E 0.18 V第12页4 氧化还原反应速率氧化还原反应速率O2+4H+4e=2H2O E=1.23 VMnO4-+8H+5e=Mn2+4H2O E=1.51 VCe4+e=Ce3+E=1.61 V
8、Sn4+2e=Sn2+E=0.15 V 为何这些水溶液能够稳定存在?为何这些水溶液能够稳定存在?KMnO4水溶液水溶液Sn2+水溶液水溶液Ce4+水溶液水溶液第13页影响氧化还原反应速率原因影响氧化还原反应速率原因 反应物浓度:反应物浓度:反应物反应物c增加增加,反应速率增大反应速率增大 温度:温度:温度每增高温度每增高10,反应速率增大反应速率增大23倍倍 例例:KMnO4滴定滴定H2C2O4,需加热至需加热至75-85 催化剂(反应):催化剂(反应):如如KMnO4自催化自催化 诱导反应诱导反应2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O第14页氧化还原滴定指示剂
9、氧化还原滴定指示剂氧化还原滴定曲线氧化还原滴定曲线 化学计量点,滴定突跃化学计量点,滴定突跃 滴定终点误差滴定终点误差E/V突突跃跃7.2 氧化还原滴定基本原理氧化还原滴定基本原理第15页1 氧化还原滴定指示剂氧化还原滴定指示剂 a 本身指示剂本身指示剂 KMnO4 210-6molL-1 呈呈粉红色粉红色b 特殊指示剂特殊指示剂 淀粉淀粉 与与110-5molL-1I2 生成生成深蓝色深蓝色化合物化合物 碘量法专属指示剂碘量法专属指示剂 SCN-+Fe3+=FeSCN2+(1 10-5molL-1可见红色可见红色)第16页c 氧化还原指示剂(本身发生氧化还原反应)氧化还原指示剂(本身发生氧化
10、还原反应)弱氧化剂或弱还原剂,且氧化态和还原态有不一样弱氧化剂或弱还原剂,且氧化态和还原态有不一样颜色颜色InOx+ne =InRedE=E +0.059/n log cInox/cInred变色点时:变色点时:E=E 变色范围:变色范围:E 0.059/n第17页惯用氧化还原指示剂惯用氧化还原指示剂指示剂指示剂氧化态颜色氧化态颜色 还原态颜色还原态颜色 E (V)酚藏花红酚藏花红红色红色无色无色0.28四磺酸基靛蓝四磺酸基靛蓝蓝色蓝色无色无色0.36亚甲基蓝亚甲基蓝蓝色蓝色无色无色0.53二苯胺二苯胺紫色紫色无色无色0.75乙氧基苯胺乙氧基苯胺黄色黄色红色红色0.76二苯胺磺酸钠二苯胺磺酸钠
11、紫红紫红无色无色0.85邻苯氨基苯甲酸邻苯氨基苯甲酸紫红紫红无色无色0.89嘧啶合铁嘧啶合铁浅蓝浅蓝红色红色1.15邻二氮菲邻二氮菲-亚铁亚铁浅蓝浅蓝红色红色1.06第18页2 氧化还原滴定曲线氧化还原滴定曲线 电对电势随滴定剂加入而不停改变电对电势随滴定剂加入而不停改变:EVT曲线曲线E/V突突跃跃sp理论计算:可逆体系理论计算:可逆体系试验方法试验方法第19页滴定前,滴定前,Fe3+未知,不好计算未知,不好计算sp前前,Ce4+未知,未知,E=EFe3+/Fe2+=0.68+0.059lgcFe3+/cFe2+sp后后,Fe2+未知,未知,E=ECe4+/Ce3+=1.44+0.059lg
12、cCe4+/cCe3+1mol/LH2SO4介质中介质中0.1000mol/L Ce4+滴定同浓度滴定同浓度Fe2+滴定过程中,达平衡时有:滴定过程中,达平衡时有:E=EFe3+/Fe2+=ECe4+/Ce3+E Ce4+/Ce3+=1.44V E Fe3+/Fe2+=0.68Vsp,Ce4+未知,未知,Fe2+未知未知 Esp=EFe3+/Fe2+=E Fe3+/Fe2+0.059lgcFe3+/cFe2+Esp=ECe4+/Ce3+=E Ce4+/Ce3+0.059lgcCe4+/cCe3+2Esp=E Fe3+/Fe2+E Ce4+/Ce3+0.059lgcFe3+/cCe4+cFe2+
13、/cCe3+第20页VCe4+mL滴定分数滴定分数 电势电势 V说说 明明0.000.0000不好计算不好计算1.000.05000.60E=EFe3+/Fe2+=0.68+0.059lgcFe3+/cFe2+10.000.50000.6812.000.60000.6919.800.99000.8019.980.99900.8620.001.0001.06 Esp=(E Fe3+/Fe2+E Ce4+/cCe3+)/222.021.0011.26E=ECe4+/Ce3+=1.44+0.059lgcCe4+/cCe3+30.001.5001.4240.002.0001.44突突跃跃-0.1%E=
14、E Fe3+/Fe2+0.059 30.1%E=E Ce4+/Ce3+-0.059 3第21页Ce4+滴定滴定Fe2+滴定曲线滴定曲线E/V突突跃跃1.261.06 1.06邻二氮菲亚铁邻二氮菲亚铁0.86 0.85 二苯氨磺酸钠二苯氨磺酸钠第22页突跃范围(通式):突跃范围(通式):E2 +0.059 3n2E1 -0.059 3n1化学计量点(通式化学计量点(通式)n1E1 +n2E2 n1+n2Esp=n2Ox1+n1Red2=n2Red1+n1Ox2第23页滴定反应进行完全,指示剂灵敏滴定反应进行完全,指示剂灵敏计算值与实测值不符合计算值与实测值不符合3 滴定终点误差滴定终点误差 =O
15、1ep-R2epC2sp 100%Et=100%被测物质物质量被测物质物质量滴定剂过量或滴定剂过量或不足物质量不足物质量第24页目标:将被测物预先处理成便于滴定形式目标:将被测物预先处理成便于滴定形式7.3 氧化还原滴定预处理氧化还原滴定预处理对预氧化剂和预还原剂要求对预氧化剂和预还原剂要求a.定量氧化或还原预测组分定量氧化或还原预测组分 b.反应速率快反应速率快c.含有一定选择性含有一定选择性 例钛铁矿中例钛铁矿中Fe测定测定,不能用不能用Zn作还原剂,用作还原剂,用Sn2+d.过量氧化剂或还原剂易除去过量氧化剂或还原剂易除去 例例 H2O2,(NH4)2S2O8 加热分解加热分解第25页1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分析化学 武汉大学 第五 公共课 一等奖 全国 获奖 课件
限制150内