使用 UV-Vis 光谱仪测量氧化还原反应的终点 借以确定高锰酸钾的标准溶液浓度

2017/06/19   下载量: 5

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应用领域 石油/化工
检测样本
检测项目
参考标准

高锰酸钾是一种强氧化剂,被广泛用于滴定铁( II) 的一级标准物,该物质很难获得纯态, 故无 法仅凭称量试剂的质量, 制作具有准确浓度的溶液,需对其进行标准化处理。 多数情况下, 其含有 少量的二氧化锰, 可将其标准化成草酸钠、 草酸、 氧化砷( III) 、 纯铁等一级标准物质。 本项试验选用草酸钠作为一级标准物质, 在酸性溶液中滴定高锰酸钾,求得高锰酸钾的实际标准 溶液浓度。

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    氧化-还原反应与酸-碱反应都是定量发生的, 因此, 可适用获悉样本浓度的容量分析法。 如果本
项实验能够测出将样本完全氧化、或还原成浓度已知的氧化剂或还原剂的溶液时的所需量, 即可获
悉样本中所含物质的浓度。 较比肉眼观察指示剂的颜色变化, 该方法得出的结果值更加精确。
    高锰酸钾是一种强氧化剂,被广泛用于滴定铁(
II) 的一级标准物,该物质很难获得纯态, 故无
法仅凭称量试剂的质量, 制作具有准确浓度的溶液,需对其进行标准化处理。 多数情况下, 其含有
少量的二氧化锰, 可将其标准化成草酸钠、 草酸、 氧化砷(
III) 、 纯铁等一级标准物质。
    本项试验选用草酸钠作为一级标准物质, 在酸性溶液中滴定高锰酸钾,求得高锰酸钾的实际标准
溶液浓度。
其氧化还原反应式具体如下:
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+→ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O
氧化过程中得出的电子总数等于还原过程中得出的电子总数,
nMv = n’M’v’
n, 每个样本的 1 摩尔的反应电子数
M, 每个样本的摩尔浓度
v, 滴定溶液的容量
利用上述方式,确定高锰酸钾的标准溶液浓度。
氧化还原反应的终点, 即是在融入酸性草酸钠的透明溶液中加入高锰酸钾时,由无色变为紫色或粉
色的那个点。





在反应终点, 将过量的氧化剂高锰酸钾完全氧化成草酸钠后, 量开始增大, 呈红色的锰使总反应
溶液的吸光度值逐渐变大。
观察上述图表,加入
13.8~13.9ml 高锰酸钾时可达到终点, 因此, 如放到标准溶液浓度公式中计
算, 即:

草酸钠溶液是在 10ml 的 6M H2SO4 添加 100 毫升蒸馏水的溶剂中, 融入了 0.01g 的草酸钠,
故草酸钠的摩尔浓度为:


反应的草酸钠容量为 0.11L, 达到终点时, 高锰酸钾的容量约为 13.9ml。在反应式中, 进入高锰酸
钾还原的电子数为
5 个,草酸钠氧化时进入的电子数为 2 个, 因此, 如计算
         5 X 过氧锰钾标准溶液浓度 X 适当容量 = 2 X 草酸铵摩尔浓度 X 适当容量,
那么, 实际的过氧锰钾标准溶液浓度即为
0.021475. 由于是在 250ml 的蒸馏水中, 融入欲滴定的
0.8g 高锰酸钾来制作 0.02M,因此, 得出的正是实际氧化还原反应下的吸光度值,高锰酸钾的正确标准溶液浓度即为 0.021475.

使用 UV-Vis 分光光度计吸光度进行滴定时,可感应到微型单位的极少量溶液的吸收率变化,因此,可有效应用于准确、精密的数据分析。

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