氧化还原滴定ppt.ppt
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1、第第10.310.3章章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法10.3.1 概述概述10.3.2 氧化还原反应及平衡氧化还原反应及平衡10.3.3 氧化还原滴定基本原理氧化还原滴定基本原理10.3.4 常用的氧化还原滴定法常用的氧化还原滴定法10.3.1 概概 述述氧化还原反应为基础,得失电子氧化还原反应为基础,得失电子反应机理比较复杂,常伴有副反应反应机理比较复杂,常伴有副反应控制适当的条件,保证反应定量进行控制适当的条件,保证反应定量进行反应条件控制反应条件控制电电 对对对称电对:对称电对:Fe3+/Fe2+,MnO4-/Mn2+等等不对称电对:不对称电对:Cr2O72-/Cr3,I2/I-等等电
2、对:电对:Fe3+/Fe2+,I2/I-,Cr2O72-/Cr3,MnO4-/Mn2+氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平氧化数法氧化数法离子电子法离子电子法10.3.2 电极电位,氧化还原平衡电极电位,氧化还原平衡标准电极标准电极:参与电极反应的所有物质参与电极反应的所有物质均处于标准状态均处于标准状态。离子:离子:浓度为浓度为1molL-1;气体:气体:指定温度下,分压为指定温度下,分压为101325Pa;固体、液体:固体、液体:指定温度下,指定温度下,101325Pa下,最稳定状态;下,最稳定状态;标标准准状状态态非标电极电位表示为:非标电极电位表示为:标准电极电位标准电极电位表示为
3、:表示为:了解内容了解内容了解内容了解内容标准电极电位:标准电极电位:标准电极电位:标准电极电位:查表获得查表获得查表获得查表获得电极电位:利用电极电位:利用电极电位:利用电极电位:利用NernstNernstNernstNernst方程方程方程方程计算获得计算获得计算获得计算获得aA(氧化态氧化态)+ne bB(还原态还原态)任一电极反应:任一电极反应:298.15K 下下:n电极电位的影响因素(一一)氧化还原电对的浓度氧化还原电对的浓度(二二)酸度酸度在许多电极反应中,H+、OH-和H2O参加反应,pH的改变会影响电极电位。(三三)沉淀沉淀在氧化还原电对中,氧化态或还原态物质生成沉淀将显著
4、地改变它们的浓度,使电极电位发生变化。(四四)配位反应配位反应由于配位反应的发生,使氧化还原电对中的氧化态或还原态的浓度降低,使电极电位发生变化(二)表示物质氧化还原能力的相对强弱(一)计算原电池的电动势四、电极电位的应用(三)判断氧化还原反应的方向(四)判断氧化还原反应的程度n氧化还原滴定曲线氧化还原滴定曲线 V(T)实验方法实验方法 计算方法计算方法n指示剂指示剂10.3.3 氧化还原滴定基本原理氧化还原滴定基本原理(p410)/V突突跃跃 1.氧化还原滴定曲线氧化还原滴定曲线滴定前,滴定前,Fe3+未知,不好计算未知,不好计算sp前前,Ce4+未知,按未知,按Fe3/Fe2电对计算电对计
5、算sp后后,Fe2+未知,按未知,按Ce4/Ce3电对计算电对计算以以Ce4滴定滴定Fe2(均为均为0.1000molL-1)为例为例:对于滴定的每一点,达平衡时有:对于滴定的每一点,达平衡时有:(1molL-1 H2SO4)-0.1%时时 =Fe3+/Fe2+0.059 lg 99.90.1=0.68+0.059 3=0.86 V+0.1%时时 =Ce4+/Ce3+0.059 lg 0.1100=1.44-0.059 3=1.26 V突跃范围(通式):突跃范围(通式):2 +0.059 3n2 1 -0.059 3n1sp时时电位的计算电位的计算 sp=Fe3+/Fe2+0.059 lg F
6、e3+Fe2+sp=Ce4+/Ce3+0.059 lg Ce4+Ce3+2 sp=Ce4+/Ce3+Fe3+/Fe2+0.059 lg Ce4+Ce3+Fe3+Fe2+(Ce4+Fe2+=Ce3+Fe3+)通式通式(对称电对对称电对)Ce4+滴定滴定Fe2+的滴定曲线的滴定曲线 /V突突跃跃1.261.06 1.06邻二氮菲亚铁邻二氮菲亚铁0.86 0.85 二苯氨磺酸钠二苯氨磺酸钠 2 +0.059 3n2 1 -0.059 3n1影响突跃大小的因素影响突跃大小的因素 :0.30.4 V 可通过氧化还原指示剂确定终点可通过氧化还原指示剂确定终点 =0.20.3 V 可通过电位法确定终点可通过
7、电位法确定终点 14)测定:有机物测定:有机物,反应速度快反应速度快 注意:注意:不同反应条件下不同反应条件下,KMnO4的电子转移数不同。的电子转移数不同。a.酸性酸性 (pH1)测定:测定:H2O2,H2C2O4,Fe2+,Sn2+,NO2-,As(III)KMnO4标准溶液的配制与标定标准溶液的配制与标定棕色瓶暗处保存棕色瓶暗处保存 用前标定用前标定基准物基准物:Na2C2O4,H2C2O42H2O,(NH4)2Fe(SO4)26H2O,纯纯Fe丝等丝等微沸约微沸约1h充分氧化还原物质充分氧化还原物质粗称粗称KMnO4溶于水溶于水滤去滤去MnO2 (玻璃砂漏斗玻璃砂漏斗)KMnO4的标定
8、的标定条件:条件:温度温度:7080低低反应慢反应慢,高高H2C2O4分解分解酸度酸度:1molL-1H2SO4介质。介质。(HCl?)低低MnO2,高高H2C2O4分解分解滴定速度滴定速度:先慢后快先慢后快(Mn2+催化催化)。快快KMnO4来不及反应而分解来不及反应而分解滴定方法和测定示例滴定方法和测定示例1.直接滴定法:可测直接滴定法:可测Fe2+、As(III)、Sb(III)、C2O42-、NO2-、H2O2等。等。2.间接滴定法:凡能与间接滴定法:凡能与C2O42-定量生成定量生成沉淀沉淀的的M (Ca2+、Pb2+、Th4+)。KMnO4法测定法测定Ca3.返滴定法:返滴定法:M
9、nO2、PbO2、K2Cr2O7和有机和有机物。物。KMnO4MnO4-+MnO2碱性碱性,H+,歧化歧化Fe2+(过过)有机物有机物+KMnO4(过过)CO32-+MnO42-+MnO4-Fe2+(剩剩)环境水环境水(地表水、引用水、生活污水)地表水、引用水、生活污水)COD测定测定H2SO4,Na2C2O4(过过)H2C2O4(剩剩)水样水样+KMnO4(过过)KMnO4(剩剩)KMnO42.重铬酸钾法重铬酸钾法优点优点:纯、稳定、直接配制,氧化性适中纯、稳定、直接配制,氧化性适中,选择选择性好性好(滴定滴定Fe2+时不诱导时不诱导Cl-反应反应)缺点缺点:有毒有毒指示剂指示剂:二苯胺磺酸
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