氧化还原滴定检测终点的方法

一、实验目的

（1）学习高锰酸钾氧化还原滴定法，进一步熟悉滴定操作。

（2）了解氧化还原滴定法的指示剂选择的原理。

二、实验原理

本实验属于氧化还原滴定分析法。氧化还原滴定法有重铬酸钾法、高锰酸钾法、碘量法、铈量法等。各种方法都有其特点和应用范围，应根据实际测定情况选用。KMn O4是一种强氧化剂，在酸性溶液中H2O2遇KMn O4，表现为还原剂，可在室温条件下用KMn O4标准溶液直接滴定，其反应方程式为：

5H2O2＋2Mn O－4＋6H＋===O2＋8H2O＋2Mn2＋

开始时反应速度慢，滴入第一滴溶液不容易褪色，待Mn2＋生成后，由于Mn2＋的催化作用，加快了反应速度，故能顺利地滴定到终点。稍过量的滴定剂本身的紫红色即显示终点。根据KMn O4标准溶液的浓度和滴定消耗的体积，即可计算溶液中H2O2的含量。

KMn O4法的优点是氧化能力强，可直接、间接测定多种无机物和有机物；本身可作指示剂。缺点是KMn O4标准溶液不够稳定，滴定的选择性较差。标定KMn O4溶液的基准物质有Na2C2O4、H2C2O4·2H2O、（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O、As2O3等，其中以Na2C2O4较常用，Na2C2O4不含结晶水，容易精制。在H2SO4溶液中，KMn O4和Na2C2O4的反应方程式如下：

2Mn O－4＋5C2O2－4＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2＋8H2O

滴定时利用Mn O－4离子本身的颜色指示滴定终点。Mn O－4与C2O2－4的反应速度较慢，为了使反应定量进行，滴定时应注意以下滴定条件：

（1）此反应在室温下速度缓慢，需加热至70～80℃；但高于90℃，H2C2O4会分解：

H2C2O4===CO2（g）＋CO（g）＋H2O

（2）酸度过低，Mn O－4会部分被还原成Mn O2；酸度过高，会促使H2C2O4分解。一般滴定开始的最宜酸度为1mol／dm3。为防止诱导氧化Cl－的反应发生，应在H2SO4介质中进行。

（3）开始滴定速度不宜太快。若开始滴定速度太快，使滴入的Mn O－4来不及与C2O2－4反应，就在热的酸性溶液中发生分解：4Mn O－4＋12H＋= 4Mn2＋＋5O2＋6H2O。因==KMn O4的分解将使它的用量增加，使标定结果偏低，有时也可加入少量Mn2＋作催化剂以加速反应。

三、仪器和试剂

1．仪器

烧杯 （1个）、台秤 （1台）、表面皿 （1个）、微孔玻璃漏斗 （1个）、棕色试剂瓶 （1个）、锥形瓶 （250cm33个）、洗瓶 （1个）、移液管 （25cm31个）。

2．试剂

H2SO4（3mol／dm3）、H2O2溶液 （约0．3％）：定量量取原装的H2O2，稀释100倍，储存于棕色试剂瓶中）、KMn O4溶液 （0．02mol／dm3）。

四、实验步骤

1．KMn O4溶液的配制

称取KMn O4固体约1．6g溶于500cm3水中，盖上表面皿，加热至沸，并保持微沸状态1h，冷却后，用微孔玻璃漏斗 （3号或4号）过滤。滤液储存于洁净的玻璃塞棕色试剂瓶中。将溶液在室温下暗处放置2～3天后过滤备用。

2．KMn O4溶液的标定

准确称取0．13～0．20g基准Na2C2O4三份，分别置于250cm3锥形瓶中，加水约30cm3溶解，再加10cm33mol／dm3H2SO4溶液[3]，加热至75～85℃ （溶液刚好冒出蒸汽），趁热用待标定的KMn O4溶液滴定至呈微红色30s不褪色为终点[4]。终点时溶液的温度应在60℃以上。记录下KMn O4的用量。

根据每份滴定中Na2C2O4的质量和所消耗的KMn O4溶液体积，计算KMn O4溶液的浓度，相对平均偏差应不大于0．2％。

3．H2O2含量的测定

用移液管吸取H2O2试液10．00cm3于250cm3锥形瓶中，加3mol／dm3H2SO410cm3和蒸馏水20cm3，用KMn O4标准溶液滴定至呈微红色30s不褪色即为终点。重复测定2～3次，根据KMn O4溶液的浓度和消耗的体积，计算试液中H2O2的含量 （以g／dm3表示），并计算测定结果的相对平均偏差。

五、思考题

（1）标定KMn O4溶液的浓度时有哪些注意事项，如何操作？

（2）KMn O4标准溶液滴定H2O2实验中可能存在哪些误差？如何避免？