实验六高锰酸钾的标定及过氧化氢含量的测定
内容:P206-210
一、实验目的
1. 掌握KMnO4标准溶液的标定原理。
2. 掌握温度、滴定速度等对滴定分析的影响。
3. 掌握用高锰酸钾法测定过氧化氢含量的原理和方法。
4. 进一步熟练掌握移液管及酸式滴定管的使用方法。
二、实验原理
由于Na2C2O4不含结晶水,容易制纯,没有吸湿性,性质稳定,因此常用Na2C2O4作基准物标定KMnO4溶液浓度。
在酸性介质中KMnO4与Na2C2O4发生如下反应:
2 MnO4—+ 5 C2O42—+16 H+═10 CO2↑+ 2 Mn2+ +8 H2O
因溶液本身有紫红色,不需外加指示剂。
H2O2又称双氧水,医药上常用作消毒剂。
市场上出售的H2O2含量一般为30%。
但由于H2O2不稳定,产品中常加入少量的乙酰苯胺等作稳定剂,滴定时也要消耗KMnO4,使测定结果偏高。
在实验室中常将H2O2装在塑料瓶中,置于阴暗处。
在室温条件下,它在稀H2SO4溶液中,能定量地被KMnO4溶液氧化,因此可以用KMnO4法测定过氧化氢的含量,其反应式为:
5 H2O2 + 2 MnO4—+
6 H+= 2Mn2+ +5O2↑+ 8 H2O
开始反应时速度较慢,滴入第一滴溶液颜色不易退去,但由于H2O2不稳定,不能加热。
但可先加少量的Mn2+作催化剂,加快反应速度。
然后根据KMnO4标准溶液的浓度和滴定消耗的体积,即可计算出试液中H2O2的含量。
三、实验仪器与试剂
1.仪器
酸式滴定管移液管(25 mL)锥形瓶(250 mL)
量筒(10 mL)洗耳球电子天平
2. 试剂
H2O2(0.15 %):将原装的H2O2溶液(30%)稀释200倍即得,贮存于棕色塑料试剂瓶中。
KMnO4(0.02 mol·L–1)H2SO4(3 mol·L–1)MnSO4(1 mol·L–1)Na2C2O4(固体)
四、实验内容
1. 0.02 mol·L–1KMnO4标准溶液的配制。
(已配好)
2. KMnO4标准溶液的标定
(1)用差减法称取0.13~0.20 g (准确至0.1 mg)Na2C2O4 3份,分别置于3个做好标记的250 mL锥形瓶中,加30 mL蒸馏水使之溶解。
(2)加入10 mL 3 mol·L–1 H2SO4,加热到75~85℃(即溶液开始冒出蒸气,但不能热至沸腾),趁热用KMnO4溶液滴定。
(在室温下,该反应速度较慢,常需将溶液加热至75~85℃,并趁热滴定。
且加热时温度不要太高,否则Na2C2O4会部分分解。
) 注意滴定时KMnO4溶液应逐滴加入,(该反应为自催化反应,反应生成的Mn2+有自动催化作用。
因此滴定开始时不宜太快,应逐滴加入,当加入的第1滴KMnO4颜色褪去后,方可加入第2滴。
否则加入的KMnO4溶液来不及与C2O42—反应,就在热的酸性溶液中分解,导致结果偏低。
其反应式为:4 Mn O4—+ 12 H+ = 5O2↑+ 4 Mn2+ +6 H2O)滴定至溶液呈微红色,30s 内不褪色即为终点。
(接近终点时,加入的KMnO
颜色褪去很慢,应减慢滴定速度,同时充分摇匀,以防
4
超过滴定终点。
最后滴加半滴KMnO4溶液,在摇匀后半分钟内不褪色,即为滴定终点。
长时间放置,由于空气中的还原性物质可与MnO4—作用而使溶液颜色褪去,这与滴定终点无关。
)记下KMnO4溶液的用量。
(由于KMnO4溶液颜色较深,不易观察弯月面的最低点,因此应该从液面最高边上读数。
)(3)平行测定3次。
3. H2O2含量的测定
用移液管移取0.15 % H 2O 2样品25.00 mL ,置于250 mL 锥形瓶中,加入5 mL 3 mol ·L –
1
H 2SO 4及1 mol ·L –
1 MnSO 4溶液2~3滴,用KMnO 4标准溶液滴定至微红色,30s 内不褪色即为滴定终点,记下消耗KMnO 4标准溶液的体积。
平行测定3次。
五、注意事项
1. 电子天平差减称量法的规范操作。
P69-70
2. 酸式滴定管的规范操作。
P27-30
3. 移液管的规范操作。
P30-32
4. 滴定终点的准确判断。
六、结果与分析
将实验数据分别填入下面两表并进行数据处理中。
表1 KMnO 4溶液的标定
次 数 项 目
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
m (Na 2C 2O 4) / g
V (KMn O 4) / mL
计算公式
1000V
M
5
2
=
m ×C
C (KMnO 4) / mol •L –1
C (KMnO 4) / mol •L –1
相对偏差
相对平均偏差
表2 过氧化氢含量的测定
次 数 项 目
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
C (KMnO 4) / mol ·L –
1
V (KMn O 4) / mL
计算公式
2V M
10001
V C ×××25
ρ
=
ρ / g ·mL –1
ρ / g ·mL –
1
相对偏差
相对平均偏差
七、思考题
1. H 2O 2商品液标签中注明其含量为30%,实验测定结果小于此值,为什么? 答:因为H 2O 2不稳定,易分解放出氧气,这样其浓度就下降了,所以实验测定结果小于30% 。
2. 为什么不直接移取试样进行测定,而要将试样稀释后再移取溶液进行测定?
答:因为H 2O 2商品液浓度较大,不稳定,易分解。
将试样稀释后浓度减小,稳定性增强,测定值误差减小。