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谈高锰酸钾法的滴定条件
摘要:使用高锰酸钾法滴定时,必须严格控制溶液酸度、温度、滴定时的速度以及滴定到终点时得滴定量。
关键词:高锰酸钾法滴定条件酸度氧化剂电极电位平衡常数温度速度滴定量催化剂终点
高锰酸钾法是以
其中n――电子转移数目
E°氧化剂――氧化剂的标准电极电位
E°还原剂――还原剂的标准电极电位
下面以KMnO4法测定样品中铁含量为例进行说明
把所测试样经过溶解,还原等预处理后,试样中的铁元素转化为F,然后以K作为氧化剂,定量地测定F的含量,其反应式为:
5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
已知:E°MnO4-/ Mn2+=(V)
E°Fe3+/ Fe2+=(V)
n=5
则lgk==
查反对数表得:
K=*1062
平衡常数如此巨大,反应进行得很彻底。
从上面的计算中可以看出:高锰酸钾测定铁的含量只要在酸性条件下反应就很彻底,但在实际操作中,一般需采用比理论值大约为20倍的酸度,――1M,-+2H2O+3e=MnO2↓+40H-的反应,另一方面,增大酸度,即增大了反应物浓度,其滴定反应的速度将大大加快,这样就缩短了滴定时间。但是酸度也不能太强,前面我们提过,酸度越强,KMnO4自身的稳定性降低,另外,在测定过程中,Fe2+容易与空气中的氧气和溶液中的游离氧接触而发生反应,反应式为:
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
溶液的酯度越大,其中Fe2+被氧氧化的能力越强,这样就会导致分析结果偏低。
因此,高锰酸钾法滴定中其酸度的控制相当重要,一般在开始滴定时,――1M,滴定终了时,――。
值得一提的是:调节溶液的酸度应用稀硫酸,而不用盐酸或硝酸,因硝酸的强氧化性可将被测物氧化,而盐酸中的氯离子也能被KMnO4氧化,反应式为:
2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
Lgk=
已知:E°MnO4-/Mn2+=(V)
E°cl2/2cl-=(V)
n=5
则:lgk==
查反对数表得K=*1012,平衡常数很大,反应能彻底地进行,因此不能用盐酸调节该滴定法所需的酸度。
平衡常数的大小,能说明反应进行的程度,但不能说明反应速度的快慢,如要提高反应速度,除前面所提到的适当增加[H]浓度外,更主要的是要采用加温或加催化剂的方法。
二、严格控制滴定温度
实验证明,一般温度升高10°C,反应速度可增加2-4倍,用草酸标定KMnO4溶液时,虽然其平衡常数很大,反应能彻底进行,但在常温下反应速度很慢,需用加热来加快其反应速度。因此,用KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液时,必须将溶液加热到75°C-85°C,温度太高会使草酸分解,反应式为:H2C2O4=CO2↑+ CO↑+H2O,这是产生误差的重要来源。由于不同反应物所需的温度不同,则必须根据具体情况确定反应的适宜温度。
三