一、实验目的
1、了解KMnO电热水器控制器
4溶液配制和标定的原理、方法; 2、熟悉自身指示剂和自动催化的含义。
3、掌握KMnO4法测定H2O2的原理、方法。
二、实验原理
1、高锰酸钾溶液的配制
KMnO4是强氧化剂,常含有杂质,不能直接配制标准溶液。蒸馏水中常含有少量的还原性物质,使KMnO4还原为MnO2·nH2O,它能加速KMnO4的分解,故要将KMnO4溶液煮沸一段时间,放置几天,使之充分反应过滤后,才能标定。 2、浓度标定
标定KMnO4溶液常用分析纯Na2C2O4,在酸性溶液中反应如下式:
2 MnO4- + 5C2O42- + 16 H+ == 2 Mn2++ 8 H2O + 10CO2↑
(紫) (肉)
此标定反应要在H2SO4酸性、溶液预热至75º~85℃和有Mn2+催化的条件下进行。滴定开始时,反应很慢,KMnO4溶液必须先加入1滴,待退后再逐滴加入,如果滴加过快,KMnO4在热、酸溶液中能部分分解而造成误差: 4 KMnO4 + 6 H2SO4= 2K2SO4 + 4MnSO4 + 6H2O + 5O2↑
在滴定过程中abs082(保持溶液温度:温低反应慢,温高H2C2O4分解),溶液中生成了Mn2+,使反应速度加快(自动催化),所以滴定速度可稍加快些,以每秒2~3滴为宜。由于KMnO4溶液本身具有颜,滴定时溶液中有稍微过量的MnO4- 即显粉红,故不需另加指示剂(自身指示剂)。
KMnO4溶液准确浓度按下式计算:
3、过氧化氢含量的测定
H2O2在酸性溶液中是强氧化剂,但遇KMnO4时表现为还原剂。在酸性溶液中H2O2很容易被KMnO4氧化,反应式如下:
2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 5O2↑
(紫红) (肉)
该反应同样具备自身催化和自身指示剂这两个特点。
开始时,反应很慢,待溶液中生成了Mn2+,反应速度加快(自动催化反应),故能顺利地、定量地完成反应。稍过量的滴定剂(2×10-6mol/L)显示它本身颜(自身指示剂),即为终点。
H2O2的浓度(mg·L-1)按下式计算:
三、实验仪器与试剂
棕试剂瓶(500ml),锥形瓶(250ml),刻度移液管(1ml,25ml),容量瓶(250ml),酸式滴定管(25ml); 3mol/LH2SO4,双氧水,蒸馏水。
试剂准备:
a、EDTA(0.005)[10g~5000ml aq,2份]
b、氨缓(pH=10)[54g NH4Cl,395ml浓氨水~1000ml aq,4份]
c、铬黑T(0.5%)[2.5g铬,10g盐酸羟胺~500ml乙醇]
四、实验内容与步骤
1、配制500ml0.02mol/L的KMnO电视机显像管4溶液
用台秤称取1.6g KMnO4 固体于烧杯中,加250ml蒸馏水溶解,盖上表面皿,加热至沸,并保持微沸10min,冷却后,用垫好脱脂棉的玻璃漏斗过滤至棕试剂瓶中,再加250ml蒸馏水。在暗处静置2~3h,过滤备用。
2、KMnO4溶液的标定
准确称取干燥的分析纯Na2水平面C2O4 0.15-0.20g(用差减称量法,准确至0.0001g)3份,分别置于250ml锥形瓶中,加入30ml蒸馏水,振荡摇匀使之溶解,加入15ml 3mol/LH2SO4,在水浴上加热到75-85℃。趁热用KMnO4溶液滴至微红(开始先一滴,充分振摇,等第一滴紫红褪去。再加第二滴,然后再继续滴。接近终点时,紫红褪去很慢,应减慢速度,同时充分摇匀,直至最后半滴 KMnO4溶液滴入摇匀后,保持30秒钟不褪)。
3、过氧化氢含量测定
(1)双氧水的稀释
用1ml移液管吸取1.00ml人体束缚原装双氧水于250ml容量瓶中(容量瓶中先装入半瓶水),用水稀释至标线充分摇匀。
(2)含量测定
用25ml移液管吸取双氧水稀释溶液25.00ml于250ml锥形瓶中,加入30ml水,再加入15ml 3mol/LH2SO4,用KMnO4标准溶液滴定至溶液显粉红,经过30秒钟不消褪,即达终点。再重复测定两份,计算过氧化氢百分含量。
四、数据处理:
1.、KMnO4标准溶液的标定
序号 | | mNa2C2O4/g | V(KMnO4)/mL | | C(KMnO4)/(mol·L-1) | | 平均值 | |
1 | | | | | | | |
2 | | | | | | |
3 | | | | | | |
| | | | | 导丝男士 | | | |
结论:KMnO4标准溶液的浓度c=
2. b、H2O2含量的测定(mg/l)
序号 | | VH2O2/mL | V(KMnO4)/mL | ρ(H2O2)/ g•L-1 | | 平均值 | |
1 | | | | | | | |
2 | | | | | | | |
3 | | | | | | | |
| | | | | | | |
结论:H2O2含量ρ=
五、实验注意事项
1、KMnO4溶液具强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管部分,所以需用酸式滴定管盛装KMnO4溶液;
2、KMnO4溶液颜很深,滴定管读数读液面上沿。
3、KMnO4 滴定的终点是不太稳定的,由于空气中含有还原性气体及尘埃等杂质,落入溶
液中能使KMnO4 慢慢分解,而使粉红消失,所以经过30秒不褪,即可认为已达终点。
4、双氧水用后需及时密封好,防止过氧化氢大量分解造成的双氧水浓度降低。
六、思考题
1、在KMnO4 法测定过氧化氢的实验中,如果H2SO4用量不足,对结果有何影响?
生成黑二氧化锰沉淀,没法观察滴定终点
2、用KMnO4滴定双氧水时,溶液是否可以加热?
不能加热,双氧水会分解。