項(xiàng)目四 測(cè)定雙氧水中過(guò)氧化氫的含量

項(xiàng)目四測(cè)定雙氧水中過(guò)氧化氫的含量191任務(wù)一

制備KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液任務(wù)二

測(cè)定雙氧水中過(guò)氧化氫試樣的含量項(xiàng)目四測(cè)定雙氧水中過(guò)氧化氫的含量192拓展任務(wù)測(cè)定次氯酸鈣(漂粉精)有效氯的含量該項(xiàng)目有2個(gè)代表性工作任務(wù)和1個(gè)拓展任務(wù)。過(guò)氧化氫(H2O2)的水溶液俗稱(chēng)雙氧水，常用于生產(chǎn)加工助劑，具有消毒、殺菌、漂白等功能。在造紙、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、紡織、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)廢料加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。雙氧水穩(wěn)定性不好，容易變質(zhì)，因此，測(cè)定過(guò)氧化氫含量有很大的實(shí)際意義。任務(wù)引入193雙氧水中過(guò)氧化氫的含量常用氧化還原滴定法，氧化還原滴定法是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。在酸性溶液中，KMnO4與H2O2的反應(yīng)如下:此反應(yīng)是在室溫下的H2SO4介質(zhì)中完成的，KMnO4顯紫紅色，可用作自身指示劑。分析方法194【知識(shí)、技能與素養(yǎng)】任務(wù)目標(biāo)195任務(wù)一制備KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液196電子臺(tái)秤、分析天平、電爐、滴定分析成套玻璃儀器。活動(dòng)一準(zhǔn)備儀器與試劑197準(zhǔn)備儀器準(zhǔn)備試劑高錳酸鉀(A.R)、基準(zhǔn)物質(zhì)Na2C2O4105~110℃烘干至恒重、(8∶92)H2SO4溶液。一、高錳酸鉀法高錳酸鉀法是氧化還原滴定法中幾種重要的方法之一，它是一種以強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀為標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定分析的方法。高錳酸鉀的氧化能力與溶液的酸度密切相關(guān)。在強(qiáng)酸性溶液中:在中性或弱堿性溶液中:在堿性溶液中:198必備知識(shí)二、高錳酸鉀法的特點(diǎn)1.高錳酸鉀具有很強(qiáng)的氧化能力，廣泛應(yīng)用于直接或間接測(cè)定多種無(wú)機(jī)物或有機(jī)物。2.高錳酸鉀溶液為紫紅色，用它作為標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定無(wú)色或淺色試液時(shí)可不再另加指示劑。3.由于高錳酸鉀具有很強(qiáng)的氧化性，能與多種還原性物質(zhì)反應(yīng)，因此該方法的選擇性不是很好。4.高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液一般通過(guò)間接法配制，而且其濃度不夠穩(wěn)定，放置時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，使用過(guò)程中需經(jīng)常標(biāo)定。199配制

標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液過(guò)程:用電子臺(tái)秤稱(chēng)取1.6g高錳酸鉀固體→溶于水→稀釋至500mL→蓋上表面皿→用電爐加熱至沸騰→緩緩煮沸15min→冷卻后置于暗處?kù)o置數(shù)天→用4號(hào)玻璃過(guò)濾鍋(預(yù)先以同樣濃度高錳酸鉀溶液緩緩煮沸5min)過(guò)濾→儲(chǔ)存于干燥具玻璃塞的棕色試劑瓶中→粘貼標(biāo)簽?；顒?dòng)二配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液200標(biāo)定KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的過(guò)程見(jiàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，近終點(diǎn)時(shí)應(yīng)控制好實(shí)驗(yàn)溫度，不低于65°，不高于90°，一般溫度控制在70~80°，注意運(yùn)用半滴、1/4滴滴加技術(shù)，確保滴定和終點(diǎn)判斷準(zhǔn)確?；顒?dòng)三標(biāo)定KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液201標(biāo)定KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液一、基準(zhǔn)物質(zhì)——鄰苯二甲酸氫鉀純高錳酸鉀溶液性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，而市售的KMnO4試劑中一般含有少許MnO2和其他雜質(zhì)，蒸餾水中也會(huì)含有少量還原性物質(zhì)，它們都可以與MnO4-發(fā)生反應(yīng)而析出MnO(OH)2沉淀。202必備知識(shí)以上生成物以及光、熱、酸、堿等外界條件的改變都會(huì)促進(jìn)高錳酸鉀分解，制備高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，通常先配制近似濃度的高錳酸鉀溶液，為了獲得比較穩(wěn)定的高錳酸鉀溶液，需將配制好的溶液加熱至沸騰，并保持微沸約1h，然后放置2~3天，使溶液中可能存在的還原性物質(zhì)完全被氧化。用微孔玻璃漏斗過(guò)濾，除去析出的沉淀，再將過(guò)濾后的高錳酸鉀溶液儲(chǔ)存于棕色試劑瓶中，并放在陰暗處，待標(biāo)定。目前，標(biāo)定KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液常用基準(zhǔn)物質(zhì)Na2C2O4，在105~110℃烘干至恒重，冷卻后即可使用。標(biāo)定反應(yīng)如下:203二、標(biāo)定高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的注意事項(xiàng)用Na2C2O4標(biāo)定高錳酸鉀溶液時(shí)，應(yīng)注意以下滴定條件:1.酸度用H2SO4調(diào)節(jié)溶液酸度，使H2SO4濃度保持在0.5~1mol/L范圍。2.溫度在室溫下，這個(gè)反應(yīng)的速度緩慢，因此，常將溶液加熱至70~80℃時(shí)進(jìn)行滴定。2043.滴定速度開(kāi)始滴定時(shí)的速度不宜太快，否則加入的高錳酸鉀溶液來(lái)不及與C2O42-反應(yīng)，即在熱的酸性溶液中發(fā)生分解。4.催化劑開(kāi)始加入的幾滴KMnO4溶液褪色較慢，隨著滴定產(chǎn)物Mn2+的生成，反應(yīng)速度逐漸加快。因此，常在滴定前加入幾滴MnSO4作催化劑。2055.指示劑KMnO4自身可作為滴定時(shí)的指示劑，稱(chēng)為自身氧化還原指示劑。6.滴定終點(diǎn)用KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)后，溶液中出現(xiàn)的粉紅色不能持久，這是因?yàn)榭諝庵械倪€原性氣體和灰塵都能使MnO4-還原，使溶液的粉紅色逐漸消失。所以，滴定時(shí)溶液中出現(xiàn)的粉紅色如在30s內(nèi)不褪色，即已達(dá)到滴定終點(diǎn)。206三、氧化還原滴定的基本單元氧化還原滴定是以能接受或給出一個(gè)電子的特定組合作為基本單元。由高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定反應(yīng)可知，高錳酸鉀的基本單元為

KMnO4，草酸鈉的基本單元為

Na2C2O4。207計(jì)算公式為:式中

———KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；m(Na2C2O4)———稱(chēng)取基準(zhǔn)物質(zhì)Na2C2O4的質(zhì)量，g；V1———實(shí)際消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V0———空白試驗(yàn)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；

———以

Na2C2O4為基本單元的Na2C2O4摩爾質(zhì)量，67.00g/mol?；顒?dòng)四數(shù)據(jù)記錄與處理208將KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定數(shù)據(jù)記錄于表。209KMnO4

標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定210KMnO4

標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定任務(wù)二測(cè)定雙氧水中過(guò)氧化氫試樣的含量2115mL吸量管、250mL容量瓶、滴定分析成套玻璃儀器?；顒?dòng)一儀器與試劑的準(zhǔn)備212準(zhǔn)備儀器準(zhǔn)備試劑KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、H2SO4(3mol/L)溶液、雙氧水試樣。測(cè)定過(guò)氧化氫的含量實(shí)驗(yàn)過(guò)程，見(jiàn)表。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意運(yùn)用半滴、1/4滴滴加技術(shù)，確保滴定和終點(diǎn)判斷準(zhǔn)確?；顒?dòng)二測(cè)定過(guò)氧化氫的含量213測(cè)定過(guò)氧化氫的含量過(guò)氧化氫的性質(zhì)純過(guò)氧化氫是淡藍(lán)色的黏稠液體，密度為1.148g/mL，在152℃沸騰，在-1.7℃時(shí)凝固成針狀結(jié)晶。它可以與水、乙醇以任意比例互溶。其水溶液稱(chēng)為雙氧水。一般的雙氧水商品有3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和30%兩種，前一種多用作醫(yī)藥行業(yè)消毒殺菌劑，后一種多用作工業(yè)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)試劑。214必備知識(shí)過(guò)氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑，受熱分解放出氧:這種分解反應(yīng)受堿性物質(zhì)影響較大，堿性物質(zhì)能加速H2O2的分解。因此，保存H2O2時(shí)，可在溶液中加入少量酸，以防分解。當(dāng)H2O2與比它更強(qiáng)的氧化劑反應(yīng)時(shí)，可顯示出還原性，這時(shí)H2O2被氧化放出氧。2151.計(jì)算公式式中ρ(H2O2)———過(guò)氧化氫的質(zhì)量濃度，g/L;

———高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L;

V1———實(shí)際消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

V0———空白試驗(yàn)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;

的摩爾質(zhì)量，17.01g/mol;

V———測(cè)定時(shí)量取過(guò)氧化氫試液體積，mL?；顒?dòng)三數(shù)據(jù)記錄與處理2162.數(shù)據(jù)記錄與處理測(cè)定過(guò)氧化氫的含量見(jiàn)表。217測(cè)定過(guò)氧化氫的含量拓展任務(wù)測(cè)定次氯酸鈣(漂粉精)有效氯的含量218一、工學(xué)一體化準(zhǔn)備1.檢測(cè)原理在酸性介質(zhì)中次氯酸根與碘化鉀反應(yīng)析出碘，以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，藍(lán)色消失即為終點(diǎn)，計(jì)算測(cè)定次氯酸鈣(漂粉精)有效氯含量。反應(yīng)式如下:2192.儀器分析天平、50mL滴定管、500mL容量瓶、25mL移液管、燒杯、500mL帶塞的磨口錐形瓶、量杯、量筒、洗瓶、研缽等。3.試劑碘化鉀溶液(100g/L)、硫酸溶液(3∶100)、硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.1mol/L)、可溶性淀粉溶液(10g/L)、次氯酸鈣(漂粉精)試樣。220二、工學(xué)一體化過(guò)程1.硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、指示劑及輔助試劑由學(xué)習(xí)工作站統(tǒng)一提供。2.試樣溶液的制備稱(chēng)取約3.5g試樣(精確至0.0001g)，置于研缽中，加少量水，充分研磨呈均勻乳液，然后全部移至500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，備用。2213.測(cè)定移取25.00mL試樣溶液，置于帶塞的磨口錐形瓶中，加20mL碘化鉀溶液和10mL硫酸溶液，在暗處放置5min。用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至淺黃色，加1mL淀粉指示液，溶液呈藍(lán)色，再繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失即為終點(diǎn)。同時(shí)做空白試驗(yàn)，次氯酸鈣試樣可用工業(yè)次氯酸鈣。222三、數(shù)據(jù)記錄與處理氯含量的計(jì)算公式為:式中ω(Cl)———次氯酸鈣(漂粉精)有效氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；

c———Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的物質(zhì)的量濃度，mol/L；

V———滴定消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際體積，mL；

V0———空白試驗(yàn)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；

M———氯的摩爾質(zhì)量，35.453g/mol；

m———準(zhǔn)確稱(chēng)取次氯酸鈣試樣的質(zhì)量，g。223將次氯酸鈣(漂粉精)有效氯含量數(shù)據(jù)記錄于表。224測(cè)定次氯酸鈣(漂粉精)有效氯含量一、常用氧化還原滴定法氧化還原滴定法除了高錳酸鉀法，還有重鉻酸鉀法、碘量法等。1.重鉻酸鉀法重鉻酸鉀法是鐵礦石全鐵含量測(cè)定的常規(guī)方法，按照《鐵礦石全鐵含量的測(cè)定三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法(常規(guī)方法)》(GB/T6730.65—2009)執(zhí)行，是水質(zhì)樣品化學(xué)需氧量CODCr測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法(HJ828—2017)。重鉻酸鉀法使用的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液有直接配置法和間接標(biāo)定法。225知識(shí)拓展(1)直接配制法。重鉻酸鉀易提純，是常用的基準(zhǔn)物質(zhì)，在105~110℃干燥至恒重后，可作為基準(zhǔn)物質(zhì)直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，重鉻酸鉀具有較強(qiáng)的氧化性，使用K2Cr2O7作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，在酸性溶液中與還原性物質(zhì)作用，Cr2O2-7得到6e-被還原成Cr3+，半反應(yīng)為:重鉻酸鉀的基本單元為

K2Cr2O7。重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度按下式計(jì)算:226(2)間接配制法。使用K2Cr2O7試劑配制標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液時(shí)，需按標(biāo)準(zhǔn)《化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》(GB/T601—2016)對(duì)配制的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行標(biāo)定。稱(chēng)取5g重鉻酸鉀，溶于1000mL水中，搖勻。準(zhǔn)確移取35.00~40.00mL配制的重鉻酸鉀溶液，置于碘量瓶中，加2g碘化鉀及20mL硫酸溶液(20%)，搖勻，置于暗處放置10min。2272.碘量法碘量法是利用I2的氧化性和I-的還原性進(jìn)行滴定的方法。(1)直接碘量法。電極電位比φθ(I3-/I-)低的還原性物質(zhì)，可以直接用I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，該方法稱(chēng)為直接碘量法或碘滴定法。(2)間接碘量法。電極電位比

φθ(I3-/I-)高的氧化性物質(zhì)可在一定條件下用I-還原，定量析出I2，然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I2，這種方法