四、注意事项
1.铜离子与碘离子作用生成的CuI沉淀强烈的吸附I2,故要求加入KI后,应立即滴定;滴定时,要充分摇动锥形瓶中的溶液和沉淀,促使吸附在CuI沉淀上的I2解吸下来,否则淀粉指示剂的蓝色会提前消失,而蓝色消失的溶液经摇动后,又复出现蓝色即所谓“回蓝”现象。如在终点前附近,加入KSCN试剂把CuI转化为对I2吸附弱的CuSCN沉淀,释放出吸附的I2,可显著的改善指示剂的性能。
2.碘量法要注意的两个重要误差来源,一是I2的挥发,二是碘离子被空气氧化。实验中应采取适当的措施减少或排除这两种误差。
3.溶液中溶解的氧对硫代硫酸钠有氧化作用:【公式】 Na2S2O3+O2= Na2SO4+2S↓
此反应速度较慢,少量铜离子等杂质会加速此反应。
五、思考题
1.操作中为什么要加HAc?
2.I2易挥发,在操作过程中应如何防止I2挥发所带来的误差?
实验二十 KMnO4标准标准溶液(0.02mol/L)的配制与标定
一、目的与要求 1.掌握KMnO4标准溶液的配制方法和保存方法。
2.掌握Na2C2O4标定KMnO4标准溶液浓度的方法和注意事项。 3.练习使用自身指示剂。
二、方法提要
KMnO4为一强氧化剂,在酸性溶液中按下式起反应: MnO4ˉ+8H﹢+5e=Mn++4H2O 通常,滴定溶液的酸度要保持在1~2mol/L。
纯的KMnO4相当稳定。但试剂中含有少量MnO2及其他物质,实验用水中的微量还原性物质,都会引起从配制的溶液中析出MnO2或MnO(OH)2的沉淀。这些四价锰的物质会进一步促使KMnO4溶液的分解。为了得到稳定的KMnO4溶液,需将溶液中析出的四价锰的沉淀物质用玻璃漏斗过滤掉。
标定KMnO4溶液的基准物有As2O3,纯铁丝等,实验室常用草酸或草酸盐进行标定。标定反应:
2MnO4ˉ+16H﹢+5 C2O42-= 2Mn2++8H2O+10CO2↑
由于Na2C2O4和KMnO4反应较慢,故开始滴定时加入的KMnO4不能立即褪色,但一经反应生成锰离子后,锰离子对反应有催化作用,反应速度加快。滴定中加热滴定溶液以提高反应速度。
当溶液中MnO4离子浓度约为2310mol/L时,人眼即可观察到粉红色。故用KMnO4作滴定剂进行滴定时,通常不附近其他指示剂,利用粉红色的出现指示终点。
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三、操作步骤
1.KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的配制
称取KMnO43.2~3.9g,溶于1000ml新煮沸放冷的蒸馏水中,混匀,置棕色玻璃瓶内,于暗处放置7~10天,用垂熔玻璃漏斗过滤,保存于另一棕色玻璃瓶中。
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2.KMnO4标准溶液(0.02mol/L)的标定
精密称取于105℃干燥至恒重的Na2C2O4基准物约0.15~0.2g(平行三份),置400ml烧杯中,加新鲜蒸馏水250ml与浓硫酸10ml,搅拌使溶。迅速自滴定管中加入KMnO4标准溶液约25ml,待褪色后,加热至65℃继续滴定至溶液显微粉红色并保持半分钟不褪。当滴定终了时,溶液温度不低于55℃.
计算公式:
四、注意事项
1.滴定终了时,溶液温度不低于55℃,否则因反应速度较慢会影响终点的观察与准确性。操作中加热可使反应加快,但不应热至沸腾,更不能直火加热,否则可能引起部分H2C2O4的分解。
H2C2O4= CO2+H2O+CO
2. Mn(Ⅱ)的自催化机理可能是:【化学式】 Mn(Ⅶ)+Mn(Ⅱ)= Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅲ) Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅱ)= Mn(Ⅳ)
Mn(Ⅳ)+Mn(Ⅱ)= Mn(Ⅲ)
Mn(Ⅱ)与C2O4离子生成络合物,如MnC2O4离子,Mn(C2O4)离子等,这类络合物自动分解成Mn(Ⅱ)和CO2最终产物。例如:
MnC2O4﹢→Mn2++CO2↑+CO2
ˉ
Mn(Ⅲ)+CO2→Mn2++CO2↑
如果标定前溶液中没有加入Mn离子,滴定生成的Mn离子即起到自身催化剂的作用。接
ˉ
近终点时,溶液中C2O4离子急剧降低,反应速度也随之变慢。 3.高锰酸钾溶液在保存时,受到热和光的辐射将发生分解
4MnO4ˉ+2H2O=4MnO2↓+3O2↑+4OH
分解产物MnO2会加速上面的分解反应。所以配好的溶液应放在棕色瓶中,置于冷暗处保存。
ˉ
4.高锰酸钾在酸性介质中是强还原剂。滴定到达终点的粉色溶液在空气中放置时;由于和空气中的还原性气体或灰尘作用能引起褪色现象。
五、思考题
1.为什么用H2SO4使溶液呈酸性?用HCL或HNO3可以吗? 2.在配制KMnO4标准溶液时,应注意哪些问题?为什么? 3.KMnO4滴定时,为何要求接近终点时放慢滴定速度? 3.滴定到终点的粉红色溶液为何在空气中放置过久会褪色?
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实验二十一 过氧化氢的含量测定
一、目的与要求
1.熟悉用KMnO4标准溶液测定H2O2含量的方法。 2.掌握液体样品的取样方法。
二、方法提要
在酸性溶液中,H2O2遇氧化性比它更强的KMnO4,则按下式被氧化:【化学式】
2MnO4+5 H2O2+6H= 2Mn5O2+8H2O
过氧化氢的水溶液俗称双氧水,纯的过氧化氢是淡蓝色粘稠液体,能以任何比例与水混合。
ˉ
﹢
2+
市场上买到的通常是它的30%的水溶液,稀释后方可滴定。上述滴定反应在滴定开始时比较慢,由于反应物锰离子起自催化作用,故随锰离子的生成,反应逐渐加快。但当滴定接近终点时,由于溶液中H2O2浓度很低,反应速度也比较慢。
市售H2O2中常含有少量乙酰苯胺或尿素等作为稳定剂,它们也有还原性,妨碍测定。在这种情况下,以采用碘量法为宜。
三、操作步骤
1.含H2O230%的样品 量取样品1ml,置贮有5ml蒸馏水并已称定重量带磨口塞的小锥形瓶中,精密称重,然后定量地转移至100ml容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。精密吸取10ml,置250ml锥形瓶中,加硫酸(1mol/L)20ml,用KMnO4标准溶液(0.02mol/L)滴定至显微红色即达终点。 计算公式:
2.含H2O230%的样品 精密量取样品1.00ml,置贮有蒸馏水20ml的锥形瓶中,加硫酸
(1mol/L)20ml,用KMnO4标准溶液(0.02mol/L)滴定至显微红色即达终点。 计算公式:
四、注意事项
1.滴定开始时,滴定速度不能太快。如果加入的滴定剂过多,来不及反应,MnO4离子在酸性介质中将按下式分解。
4MnO4ˉ+12H﹢= 4Mn2++5O2↑+6H2O
2.过氧化氢溶液有很强的腐蚀性,防止溅洒到皮肤和衣物上。
五、思考题
1.除KMnO4法外,还有什么方法可以测定H2O2含量? 2.若用碘量法测定时应怎样做?这种方法有什么优点?
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第七章 电位法
实验二十二 用PH计测定溶液的PH值
一、目的与要求
1.掌握用PH计测定溶液PH值的方法。
2.通过实验,加深对用PH计测定溶液PH值得原理理解。
二、方法摘要
1.电位法测定PH值 目前都用玻璃电极,将它作为负极,饱和甘汞电极为参比电极,将它作为正极,组成电池。
用PH计测量PH值时,都是采用两次测量法,即先用标准溶液校准PH计,然后再测待测溶液的PH值,两次测量法所根据的原理是
此式说明溶液的PH值变化一个单位,测量电池的电动势变化2.303RT/F伏。
2.PH计 实际上是一个特殊的测量电位的装置,为了直接读出溶液的PH值,仪器相邻两个读数间隔相当于2.3033RT/F伏的电位。此值应随温度改变而不同,因此PH计上都设有温度调节钮来调节温度,使适合上述要求。
3.由于不同玻璃电极的性能之间有差异,甘汞电极的电位也会因为电极制造中的弊病或内充KCL溶液浓度的改变而稍微有变化,因此用PH计测定PH值之前,须用一个标准缓冲液来校准PH计。
4.有些玻璃电极或PH计的性能可能有缺陷,因此有时要用两种标准缓冲液来检验PH计。
三、仪器及试剂 25型PH计及PH S-2型酸度计
电极:221型玻璃电极,222型饱和甘汞电极。 标准缓冲液
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