Determination of Hydrogen Peroxide in Disinfection Solution
一、实验目的
(1)掌握KMn O4法测定H2O2含量的原理。
(2)掌握用KMn O4标准溶液直接滴定H2O2的操作方法。
(3)巩固移液管、容量瓶以及酸式滴定管的使用方法。
二、预习要点
(1)用KMn O4法测定H2O2时,能否用HNO3或HCl控制酸度?
(2)测定H2O2含量时,为什么第一滴KMn O4的颜色退得较慢,以后反而逐渐加快?
(3)查阅资料,熟悉KMn O4和H2O2在日常生活以及医学上的用途。
三、实验基本原理
在临床上,双氧水是常用的消毒剂,药用双氧水中H2O2的含量约3%。由于H2O2中氧的氧化数为-1,故它既可以作为氧化剂,也可以作为还原剂。H2O2在稀硫酸溶液中,在室温条件下,能定量地被KMn O4氧化,其反应式为:
开始反应时速度慢,滴入第一滴溶液不易退色,待Mn2+生成后,由于Mn2+的自动催化作用加快了反应速度,故能顺利地滴定到终点。也可以在滴定前,往锥形瓶中加2~3滴1mol·L-1(Mn SO4)作催化剂,以加快反应速度。因此可以用高锰酸钾法测定过氧化氢的含量。
KMn O4是强氧化剂,易被其他还原性物质还原,因此,KMn O4标准溶液不能直接用市售的KMn O4试剂配制,而是先配制近似浓度的溶液。在中性溶液中,KMn O4的还原产物为难溶的Mn O2,所以,在标定KMn O4溶液之前,需将KMn O4溶液煮沸使其与还原性杂质充分反应后,过滤除去Mn O2,再用一级标准物质Na2C2O4标定KMn O4溶液。其反应式为
同样,该反应速率较慢,也需要Mn2+的催化作用才可快速反应。为了加速反应,也可将反应体系加热到80~90℃,并始终控制滴定时的温度高于60℃。
四、仪器和试剂
仪器: 电子天平、干燥器、称量瓶、25m L移液管、容量瓶(1000m L、250 m L)、酸式滴定管、锥形瓶、量筒、砂芯漏斗、吸滤瓶、抽气泵、滤纸等。
试剂:药用双氧水(3%)、Na2C2O4(AR,s)、0.05mol·L-1KMn O4溶液、3 mol·L-1H2SO4溶液。
五、实验内容
1. KMn O4溶液的标定
(1)将3g Na2C2O4(Mr=134g·mo L-1)放入称量瓶,于110~120℃烘干1 h,冷却,放置于干燥器中,准确称取1.6~1.7g( ±0.1mg)Na2C2O4置于烧杯中,加适量蒸馏水溶解,用玻璃棒转移至250m L容量瓶中,用少量蒸馏水淋洗烧杯内壁2~3次,淋洗液全部转入容量瓶中,加蒸馏水稀释至容量瓶的标线,盖好瓶塞,充分摇匀备用。
(2)用移液管移取25.00m L(1)中配好的Na2C2O4标准溶液置于250m L容量瓶中加入20m L3mol·L-1H2SO4溶液。加热溶液至80~90℃,趁热用KMn O4溶液慢慢滴定(滴定速率过快,KMn O4将与Mn2+反应生成黑色的Mn O2)。控制反应温度高于60℃,边滴边摇动锥形瓶,直至溶液显淡红色且维持30s不退色,即达到滴定终点。记录消耗KMn O4溶液标准溶液的体积(由于KMn O4溶液颜色较深,很难观察到弯月面,所以通常读取液面最高点的数据)。平行测定3次。根据滴定所消耗的KMn O4溶液体积和Na2C2O4的质量,按照下式计算KMn O4溶液的准确浓度:
2. 药用双氧水中H2O2含量的测定
用移液管吸取10.00m L药用双氧水,置于250.00m L容量瓶中,加蒸馏水稀释至标线,摇匀。用移液管吸取25.00m L稀释后的药用双氧水待测液,置于250.00m L容量瓶中,加20m L3mol·L-1H2SO4溶液,摇匀。边摇动锥形瓶边用KMn O4溶液标准溶液滴定,直至溶液显淡红色且维持30s不退色,即达到滴定终点。记录消耗KMn O4溶液标准溶液的体积。平行测定3次。根据滴定所消耗的KMn O4溶液体积,按照下式计算H2O2的含量:
六、实验记录与结果
1. KMn O4溶液的标定
2. 药用双氧水中H2O2含量的测定
(编者: 刘绍乾)
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