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常用的氧化还原滴定法及其应用(一)

发布时间:2018-11-02 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:6211

氧化还原滴定法可以根据待测物的性质来选择合适的滴定剂,并常根据所用滴定剂的名称来命名,比如碘量法、高锰酸钾法、重铬酸钾法、溴酸钾法、铈量法等。各种方法都有其特点和应用范围,应该根据实际情况正确选用。

5.4.1碘量法及其应用

碘量法是利用I2的氧化性和I-的还原性来进行滴定的氧化还原滴定方法,其基本反应为:

固体I2在水中溶解度很小并且容易挥发,所以通常I2溶解于KI溶液中,此时它以I3-配离子形式存在,其半反应为:

从ΦΘ值一可以看出,I2是较弱的氧化剂,能与较强的还原剂作用;而I-是中等强度的还原剂,能与许多氧化剂作用。因此碘量法可以用直接滴定或者间接滴定的两种方式进行。

5.4.1.1碘量法的滴定方式

碘量法既可测定氧化剂,又可测定还原剂。I3-/I-电对反应的可逆性好,副反应少,又有很灵敏的淀粉指示剂指示终点,因此碘量法的应用范围很广。

(1)直接碘量法

凡标准电极电位ΦΘ值比碘低的电对,其还原型可用I2标准溶液直接滴定,这种滴定分析方法,称为直接碘量法,也称为碘滴定法。例如,试样中硫的测定,将试样在近1300℃的燃烧管中通入O2燃烧,使硫转化为SO2,再用I2溶液滴定,其反应为:

滴定时以淀粉为指示剂,终点十分明显。

直接碘量法还可以用来测定含有S2-、SO32-、S2O32-、Sn2+、AsO33-、SbO33-及含有二级醇基等物质的含量。

(2)间接碘量法

电位值比ΦΘI3/I-高的氧化性物质,可在一定的条件下,用I-还原,然后用Na2S2O3滴定液滴定释放出来的I2,这种方法称为间接碘量法,又称为滴定碘法。间接碘量法的基本反应为:

利用这一方法可以测定许多氧化性物质,如Cu2+、Cr2O72-、IO3-、BrO3-、AsO43-、CIO-、NO2-、H2O2、MnO4和Fe3+等。

5.4.1.2碘量法的终点指示

碘量法一般选择淀粉水溶液作终点指示剂,I2与淀粉呈现蓝色,其显色灵敏度高,但应注意以下几点:

①所用的淀粉必须是可溶性淀粉。

②由于I-与淀粉的蓝色在热溶液中会消失,所以不能在热溶液中进行滴定。

③淀粉在弱酸性溶液中灵敏度很高,显蓝色;但当pH<2时,淀粉会水解,与I2作用显红色;当pH>9时,I2转变为IO-离子与淀粉不显色。

④直接碘量法终点时,溶液由无色突变为蓝色,故应在滴定开始时加入淀粉溶液。间接碘量法用淀粉指示液指示终点时,应等滴至I2的黄色很浅时再加入淀粉指示液,若滴定开始时就加入淀粉溶液,它易与I2形成蓝色配合物而吸附I2,使终点提前。

5.4.1.3滴定液的配置与标定

(1)I2 滴定液(0.05 mol/L)的配制

用升华法制得的纯碘,可直接配制成滴定液。但纯碘因其具有挥发性和腐蚀性,不宜用电子天平准确称量,通常采用问接法配制碘滴定液,用市面上销售的碘先配成近似浓度的碘滴定液,然后用基准试剂或已知准确浓度的Na2S2O3滴定液来标滴定液的准确浓度。由于I2难溶于水,易溶于KI溶液,配制时应该将I2、KI与少量水一起研磨后再用水稀释,并保存在棕色试剂瓶中待标定。

(2)I2滴定液(0.05 mol/L)的标定

I2滴定液通常可用As2O3(俗称砒霜,剧毒)基准物来滴定。As2O3难溶于水,易溶解于碱溶液,故多用NaOH溶解,使之生成亚砷酸钠,再用I2滴定液滴定AsO33-。反应如下:

上述反应为可逆反应,为使反应快速定量地向右进行,可加入NaHCO3,以保持溶液pH≈8。

根据称取的As2O3质量和滴定时消耗I2溶液的体积,可计算出I2滴定液的浓度。计算公式如下:

(3)Na2S2O3(0.1 mol/L)标准溶液的配制

Na2S2O3·5H2O容易风化、氧化,且含少量的S、S2-、SO32-、CO32-、CI-等杂质,故不能用直接法配制,只能用间接法配制。

在500 mL新煮沸放冷的蒸馏水中加入0.1g Na2CO3,溶解后加入12.5 g Na2S2O3·5H2O,充分混合溶解后转入棕色试剂瓶中,放置两周予以标定。

配制Na2S2O3溶液应注意的问题:

①蒸馏水中有 CO2时会促使Na2S2O3分解:

此处,S2O32-发生歧化反应生成SO32-和S。虽然SO32-也具有还原性,但它与I2的反应却不同于S2O32-

1 mol SO32-与1 mol I2作用,而Na2S2O3与I2作用时间却是2:1的摩尔比。

②空气中O2氧化S2O32-、使Na2S2O3浓度降低。

③蒸馏水中嗜硫菌等生物作用。促使Na2S2O3 分解。

(4)Na2S2O3(0.1 mol/L)标准溶液的标定

标定Na2S2O3溶液常用的基准物质有:K2Cr2O7、KIO3等,其中以K2Cr2O7基准品最为常用。

标定方法:精密称取一定量的K2Cr2O7基准品(与105℃干燥至恒重),在酸性溶液中与过量的KI作用,反应生成的I2以待标定的Na2S2O3滴定,淀粉为指示剂。根据消耗Na2S2O3体积和K2Cr2O7质量,求出Na2S2O3浓度。

可见,1 mol K2Cr2O7~6 mol Na2S2O3

文章来源:《分析化学分析方法的原理及应用研究》

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