PDF《氧化还原滴定原理》

氧化还原滴定原理 朱琳 北京大学公医学部共卫生学院

05 级zhulin0406@sina.

com 摘要 氧化还原滴定是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法 这里对氧化还原滴定法的主 要原理 包括指示剂原理 滴定曲线和滴定突越原理 滴定误差原理展开说明 关键词 氧化还原 滴定 氧化还原滴定是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法 它以氧化剂或还原剂为滴定 剂 直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质 或者间接滴定一些本身并没有氧化还原性 但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质 氧化还原滴定主要包括高锰酸钾法 重铬酸钾法 和碘量法 氧化还原滴定法是一种非常重要的定量分析方法,而只有掌握其原理 我们才能 正确地利用它作定量分析 氧化还原滴定原理主要包括指示剂原理 滴定曲线原理 滴定突 越原理和滴定误差原理 下面便就此几点展开说明

1 氧化还原指示剂

1 1 自身指示剂 在氧化还原滴定中 标准溶液或被滴定的物质本身有颜色 如果反应后变为无色或浅色 物质 那么滴定时就不必另加指示剂 例如 在高锰酸钾法 KMnO4 的浓度约为

2 10 -6 mol/L 时 就可以看到溶液呈粉红色

1 2 显色指示剂 有些物质本身并不具有氧化还原性 但它能与氧化剂或还原剂产生特殊的颜色 因而可 以指示滴定终点 例如 可溶性淀粉与碘溶液反应 生成深蓝色的化合物 当I2 被还原为 I - 时 深蓝色消失 因此 在碘量法中 可用淀粉溶液做指示剂

1 3 氧化还原指示剂 氧化还原指示剂是一些复杂的有机化合物 它们本身具有氧化还原性质 其氧化型与还 原型具有不同的颜色 在滴定过程中 指示剂由氧化态变为还原态 或由还原态变为氧化态 根据颜色的突变来指示终点 例如 用K2Cr2O7 溶液滴定 Fe 2+ 用二苯胺磺酸钠为指示剂 其 还原态为无色 氧化态为紫红色 计量点时 由还原态变为氧化态 溶液显紫红色 因而可 以指示滴定终点 由于氧化还原指示剂原理较为复杂 下面做一些具体介绍

1 作用原理 In Ox + ne = In Red ( ) 0'

(Re ) 0.059 lg In Ox In In In d c E E n c = + A 色B色A色与 B 色不同 当()(Re )

1 In Ox In d c c = 时 指示剂呈中间色 0'

( ) In In V E E =

2 指示剂变色的电位范围 当()(Re )

10 In Ox In d c c ≥ 时 指示剂呈氧化型颜色 0'

0.059 ( ) In In V E E n ≥ + 当()(Re )

10 In Ox In d c c ≤ 时 指示剂呈还原型颜色 0'

0.059 ( ) In In V E E n ≤ ? 因此 指示剂的变色范围为 0'

0.059 ( ) In V E n ±

3 选择依据 对于反应 n2Ox1 + n1Red2 = n2Red1 + n1Ox2 当滴定进行到 99.9% 时2222220'

0'

/Re Re Re

2 2 0.059 99.9 0.059 lg

3 / / 0.1 Ox d Ox d Ox d E E E E n n 当滴定进行到计量点后 100.1% 时1111110'

0'

/Re /Re / Re

1 1 0.059 0.1 0.059 lg

3 100.1 Ox d Ox d Ox d E E E E n n 因此 指示剂的变色电位范围应包括在这两个值 即突跃范围 之间 即22110'

0'

0'

/Re /Re

2 1 0.059 0.059 0.059

3 3 Ox d In Ox d E E E n n n * 利用此式即可简便地依据突跃范围选择合适的指示剂

2 氧化还原滴定曲线 2.1 对称的氧化还原滴定反应

2 1

1 2

1 2

2 1 n O n R n O n R + ? + 2.2 化学计量点电势的计算 对于对称的氧化还原滴定反应 其化学计量点电势仅取决于两电对的条件电势与电子转 移 与滴定剂或被滴定物的浓度无关 '