96
第第第 第第第第第第第 第第第 第第第第第第第 第第第第第第第 Redox Titration 第第第第 第第第第第第第第第第第 第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第 一。 第第第第第第第第 一。 第第第第第第第第第第第第第第第第第 第第第第第第第第第第第第 第第第第第第第第第第第第 ,: 第第第第第 第第第第第第 第第第第 第第第第 第第 、、、、 第第 第第第第第 第第第第第第第 第第第第第第第第第第第第第第第第第第第 第第 ,, 第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第 第第第 第第第第第第第第第 。, 第第第第

第七章 氧化还原滴定法 氧化还原滴定法( Redox Titration )是滴定分析中应用最广泛的方法之一。它是以溶液中氧化剂与还原则之间的电子转移为基础的一种滴定分析方法。

  • Upload
    uriah

  • View
    292

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

第七章 氧化还原滴定法 氧化还原滴定法( Redox Titration )是滴定分析中应用最广泛的方法之一。它是以溶液中氧化剂与还原则之间的电子转移为基础的一种滴定分析方法。 可以用来进行氧化还原滴定的反应很多。根据所应用的氧化剂和还原剂,可将氧化还原滴定法分为: 高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法、铈量法、溴酸盐法、钒酸盐法等 。 利用氧化还原法,不仅可以测定具有氧化性或还原性的物质,而且还可以测定能与氧化剂或还原剂定量反应形成沉淀的物质。因此,氧化还原法的应用范围很广泛。. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

  • Redox Titration

  • 7-1 E0251mol/L11.013105Pa

  • Ox + ne- = Red E E = E0 OX/Red + (0.059/n)lg[OX]/[Red] 1 [Ox]=[Red]=1mol/Llg[OX]/[Red] =0E=E0

  • 1E E0 H+

  • 1 E=E 0 OX/Red+(0.059/n)lgaOX/aRed 2OxRedn1mol2

  • E=E0OX/Red+(0.059/n)lgOXcOXRed/RedcRedOX (3) EoOX/Red=E0OX/Red+(0.059/n)lgOXRed/Red OX (4) E=EoOX/Red+(0.059/n)lgcOX/cRed 4conditional potential1molL-1 KK

  • EoE0

  • 7-1 1mol/LHCl,cCe(IV)=1.0010-2 mol/L, cCe(III)=1.0010-3mol/L Ce(IV)/Ce(III)11Ce(IV)+e-=Ce(III)1mol/LHClEo=1.28V E = EoCe(IV)/Ce(III) + 0.059lg[cCe(IV)/cCe(III)] = 1.28V+0.059lg1.0010-2/1.0010-3 = 1.34V

  • 7-2 2.5mol/LHCl0.100mol/LK2Cr2O7Cr2O72-/Cr3+Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O 113mol/LEoEo=1.08V0.100mol/LK2Cr2O7 cCr(VI) = 0.50.100mol/L=0.0500mol/L cCr(III)=20.0500mol/L=0.100mol/L E = EoCe(VI)/Cr(III) + (0.059/6)lgcCr(VI)/c2Cr(III) = 1.08+(0.059/6)lg0.0500/(0.100)2 = 1.09V

  • ()

  • E0Sn2+/Sn = -0.14VE0Pb2+/Pb = -0.13V[Sn2+]=[Pb2+]=1mol/LPb2+SnPb2++SnSn2++Pb [Sn2+] = 1.0mol/L[Pb2+] = 0.10 mol/L ESn2+/Sn = - 0.14 + 0.059/2log(1) = - 0.14V EPb2+/Pb = - 0.13 + 0.059/2log(0.1) = - 0.16VESn2+/Sn >EPb2+/Pb,Sn2+Pb Sn2++PbPb2++Sn

  • E (Eo)E00.01Pb2+10E0(Eo)

  • SnCu2+CuCu2+ + Sn Cu + Sn2+ E0Cu2+/Cu= + 0.34E0Sn2+/Sn= - 0.140.48Cu2+1.010-17mol/L

  • ,,,,1

  • ,,Cu2+Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 E0 Cu2+/Cu+=0.16V E0I2/I-=0.54VI2Cu+Cu2+I-Cu+CuI

  • ,(E),,, KMnO4 K2Cr2O7(NH4)2S2O8

  • H+H+ 1H+ H+OH E0(Eo) H3AsO4+2I-+2H+=H3AsO3+I2+H2O[H+]=1.0mol/L

  • 2H+ H+ Fe(CN)63+e=Fe(CN)64 E0=0.356V H+pH4HFe(CN)63 pH4Fe(CN)63Fe(CN)64H+EpH4H+

  • K aOx1+bRed2 = cRed1+dOx2lgK=lgccRed1cdOX2/caOX1cbRed2=n(Eo1- Eo2 )/0.059 E1oE2on

  • KE1oE2oKE1oE2oKOx1Red2aOx1+bRed2=aRed1+bOx2 0.1%99.9 [Ox2]99.9CRed2, [Redl]99.9COx10.1% [Red2]0.1CRed2 [Ox1]0.1COx1

  • lgKlg(103)a+b nE/0.0593(a+b) E3(a+b)0.059/n n1=n2=1, , a=b=1, n=1lgK6, E0.35V n1=2,n2=1,, a=1,b=2,n=2, lgK9, E0.27V n1=1,n2=3,, a=3,b=1,n=3, lgK12, E0.24V n1=n2=2, , a=b=1, n=2, lgK6, E0.18V n1=2,n2=3,, a=3,b=2,n=6, lgK15, E0.15V 0.4()0.4

  • ()KMnO4Na3AsO3(H2SO4)(0.95)0.4AsO33-MnO4-3.3Mn()

  • 72 KH2O2K1041()

  • H2O2I H2O2+ I+2H+=I2+2H2O 111 H2O2+ I=IO+H2O 2 IO+H+=HIO 3 HIO+H++I=I2+H2O 4

  • 102470-80

  • I2I2Sn2+Fe2+

  • Na2C2O4KMnO42MnO4+5C2O42+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O

  • Mn2+ Mn()+Mn()Mn()+Mn() Mn() 2Mn() Mn() 2Mn()() Mn()C2O42,MnC2O4+()Mn(C2O4)2-()Mn(C2O4)32- ()Mn()CO2 MnC2O4+Mn2++ CO2+COO- Mn()+COOMn2++ CO2

  • Mn2+MnO4Mn2+

  • KMnO4Cl-Fe2+MnO4-Fe2+MnO4-Cl-MnO4-Fe2+MnO4-Cl- MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O () 2MnO4-+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2+8H2O ()MnO4-Fe2+Cl-

  • 7-3 pH

  • c0Ox1Ox1c0Red2V0Red2aOx1+bRed2=aRed1+bOx2VOx1f=bc0(Ox1)V/ac0(Red2)V0fsp=1, c0 (Ox1)Vsp/c0(Red2)V0=a/bf

  • 0.1000mol/LCe(SO4)220.000.1000mol/LFe2+1mol/LH2SO4 Fe3++e=Fe2+ EoFe3+/Fe2+=0.68V Ce4++e=Ce3+ EoCe4+/Ce3+=1.44VCe4+Fe2+ Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+

  • 0.1000mol/LFe2+Fe3+Fe3+/Fe2+Fe3+

  • Fe3+/Fe2+Ce4+/Ce3+: E=Eo Fe3+/Fe2++0.059lgCFe3+ /CFe2+ E=Eo Ce4+/Ce3+ +0.059lgCCe4+ /CCe3+ Ce4+Fe3+/Fe2+ECe4+10.00mLf=0.5cFe3+=cCe3+=0.110.00/(20.00+10.00) cFe2+=0.110.00/(20.00+10.00) E=0.68VCe4+19.98mLf=0.999 E=0.86V

  • 20.00mL 0.10mol/L Ce4+f=1 EFe3+/Fe2+=ECe4+/Ce3+ =Esp Esp=0.68+0.059lgC Fe3+ /C Fe2+ Esp=1.44 +0.059lgCCe4+/CCe3+ 2 Esp= 2.12+0.059lgC Fe3+ /C Fe2+ +0.059lgCCe4+/CCe3+ CCe4+=CFe2+ CCe3+=CFe3+ Esp=1.06V

  • Ce4+Ce3+

    Ce4+ V/ml f/% E/V 1.00 5.00 0.60 10.00 50.00 0.68 18.00 90.00 0.74 19.80 99.00 0.80 19.98 99.90 0.86 20.00 100.0 1.06 20.02 100.1 1.26 22.00 110.0 1.32 30.00 150.0 1.42 40.00 200.0 1.44

  • Fe2+0.1Ce4+0.1%1.26-0.860.40

  • () ()0.200.200.400.40()

  • Ce4+Fe2+Esp() n1=n2n1n2(n)n1n2

  • KMnO4Fe2+ 1. Eo2EoFe3+/Fe2+Eo2Fe3+PO43Fe3+[Fe(HPO4)]+Fe3+Fe2+0.5mol/LHC1Eo2+0.7l2mol/LH3PO4Eo20.46H3PO4HClFe2+0.46Ce(SO4)2KMnO4K2Cr2O7Fe2+H3PO4HCl

  • 0.1000mol/L KMnO4Fe2+A-1mol/LHClO4B-0.5mol/L H2SO4C-1mol/L HCl + 0.25mol/L H3PO4

  • 2. EoMn()/Mn()Mn()PO43SO42ClO4-HClO4KMnO4Fe2+,

  • n2Ox1 + n1Red2 = n2Red1 + n1Ox2 Esp= (n1Eo1+ n2Eo2)/( n1+n2) E1oE2on1 n 2(E0)

  • 0.1%

  • 7-4 , In(Ox)In(Red)nH+ In(Ox) + ne = In(Red)

  • EIn = EIno + 0.059/n lgCIn(Ox)/CIn(Red) (1) EInoEInoIn(Ox)In(Red)CIn(Ox)/CIn(Red)10/11/10(A) EIn = EIno 0.059/n 25 (2) EInoIn(Ox)In(Red)(EIn)EIno

  • Fe2+ () Ce4+Fe2+0.85(H+1mol/L)Ce4+()() EIn=0.850.059/2=0.850.03() 0.82-0.88()

  • ()Fe(II) C12H8N2FeC12H8N232+ Fe(C12H8N2)32+ - e = Fe(C12H8N2)33+ () () Fe(C12H8N2)33+,1mol/LH2SO4,EIno1.061.12,()()Ce4+Fe2+,Fe(II)Fe2+ Ce4+()

  • () (I3)(I22105mol/L)

  • () KMnO4MnO4 KMnO42106mol/L(0.2mol/L)MnO48107mol/L

  • 0.01mol/L

  • 7-5 ,,

  • Fe3+Fe2+Fe2+SnCl2 2Fe3+ + SnCl2 + 4C1 2Fe2+ + SnCl62KMnO4K2Cr2O7Ce4+KMnO4 MnO4 + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

  • SnCl2Fe3+ (1) SnCl2HgCl2 Sn2++HgC12+4C1SnCl62 +Hg2C12 () (2) Hg2C12Hg2C12KMnO4(K2Cr2O7) 5Hg2Cl2+2MnO4+16H+=10Hg2++10Cl+2Mn2++8H2O Hg2Cl2SnCl2SnCl2FeCl412SnCl2Fe2+

  • (3) Hg2C12Hg Hg2C12+Sn2++4C12HgSnCl62 KMnO4 10Hg+2MnO4+16H++10C1 5Hg2C12+2Mn2++8H2O HgCl2SnCl2HgC12

  • (4) Hg2C12Fe3+ Hg2C12+2FeCl42Hg2++2Fe2++10C1Fe2+ p2217374

  • 7-6 KMnO4 MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O E01.51V ,(MnO2H2O)KMnO4H2SO4HClHNO3C1-MnO4-HNO3

  • KMnO4 () FeSO4H2C2O4H2O2 Sn2+Ti(III)Sb(III)As(III)NO2KMnO4 () KMnO4

  • MnO2H2SO4Na2C2O4 ()Na2C2O4MnO2C2O42-KMnO4C2O42-MnO2Na2C2O4MnO2 KMnO4

  • () KMnO4Ca2+Ca2+CaC2O4H2SO4CaC2O4KMnO4C2O42-Ca2+ KMnO4

  • () H2O2 KMnO4H2O2 MnO4- + 5 H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2+ 8H2O Mn2+Mn2+ FeSO4As()Sb()H2C2O4Sn2+NO22-

  • () Ca2+Ca2+C2O42-CaC2O4CaC2O4H2SO4KMnO4 Ca2++C2O42-CaC2O4 () CaC2O4+2H+Ca2++H2C2O4 5H2C2O4+2MnO4-+6H2Mn2++10CO2+8H2O C2O42-KMnO4

  • ()MnO2 MnO2MnO2MnO2Na2C2O4KMnO4C2O42- MnO2 + C2O42- + 4H+ 2Mn2+ + 2CO2+ 2H2O

  • () 6MnO4-+CH3OH+8OH-=CO32-+6MnO42-+6H2O MnO42-MnO4-MnO2FeSO4Mn2+KMnO4Fe2+

  • K2Cr2O7Cr3+ Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O K2Cr2O7 K2Cr2O7(E01.33V)KMnO4(E01.51V)

  • 1.K2Cr2O7140150 2.K2Cr2O7, 3.K2Cr2O7KMnO41mol/LHClEo1.00VC1-(E0Cl2/Cl-1.33)HClFe2+HClK2Cr2O7C1- K2Cr2O7

  • 1. HClHClSnCl2Fe(III)Fe(II)SnCl2HgCl2Hg2C121-2mol/LH2SO4 -H3PO4K2Cr2O7Fe(II) SnCl2+2HgCl2= SnCl4+2Hg2Cl2 Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3-+6Fe3++7H2O

  • 2. (COD)O2

  • 3. H2SO4K2Cr2O7(170180)K2Cr2O7CO2K2Cr2O7(NH4)2Fe(SO4)2Cr2O72-+8H++CH3OH2Cr3++CO2+6H2OCr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

  • () I2I-I2+2e-=2I- E0I2/I-=0.535V E0I2I- 1. () E0I2/I-I2S2-SO32-Sn2+S2O32-AsO32-SbO33-

  • 2. () E0I2/I-Na2S2O3I2K2Cr2O7KII2Na2S2O3 Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O I2+2S2O32-2I-+S4O62-,ClO3-ClO-CrO42-IO3-BrO3-SbO43-MnO4-MnO2 AsO43-NO3-NO2-Cu2+H2O2CrO42-Pb2+Ba2+

  • 5106mol/L(5025110)5050III2110-5 mol/LI-210-5 mol/L pH2I2pH9I2IO-

  • I2I- I2 1. KIKII2I3I2I2 KI 2. I2Na2S2O3Na2S2O3 3.

  • I- 1. I-,Na2S2O3 2.pH S2O32-I2I2S2O32- S2O32-+4I2+10 OH-2SO42-+8I-5H2O I2 3 I2+6OH-IO3-+5I-+3H2O

  • Na2S2O3 S2O32-+2H+SO2+S+ H2O I-O2 4I-+4H++O2=2I2+2H2O 3.Na2S2O3(I2-)

  • 1. HClHNO3NH4HF2Fe3+FeF63-pH3.54.0KICu2+I2Na2S2O3 2Cu2++4I-2CuI+I2 I22S2O32-2I-+S4O62- 0.5%

  • 2. HAcNaAcCrO42-Ba2+BaCrO4HClKICr2O72-I-I2I2Na2S2O3 Ba2++ CrO42-BaCrO4 () 2BaCrO4+4H+2 Ba2++H2Cr2O7+H2O Cr2O72-+6I-+14H+3I2+Cr3++7H2O I2+2S2O32-2I+S4O62-

  • 3. I2OH-IO- I2+2OH-=IO-+I-+H2O CH2OH(CHOH)4CHO+IO-+OH-= CH2OH(CHOH)4COO-+I-+H2O IO- 3IO-= IO3-+ I- I2 IO3-+5I-+6H+=3I2+H2ONa2S2O3 2S2O3+I2=2S4O62-+2I-

  • 4. S2-H2SI2H2SH2S+I2 = S+2I-+2H+ SSO2H2SO3I2H2SO3 SO2+H2O=H2SO3 I2+H2SO3+H2O= 2I-+SO42-+4H+

  • Ce(SO4)2Ce4+ Ce4+Ce4+Ce3+ Ce4++e-Ce3+ E0=1.61V Ce4+/Ce3+HClO4Ce4+ClO4-Ce4+(C1-SO42-)Ce(SO4)2HClO4H 2SO4

  • Ce(SO4)2KMnO4 1. 2. ()Fe2+ 3. HClCe4+Fe2+ (KMnO4) Ce4++ Fe2+Fe3++Ce3+ C1-Ce4+Ce4+Fe2+Cl 4. Ce(SO4)2 5. Ce(SO4)2(NH4)2SO42H2O

  • (1mol/L)Ce(SO4)2KMnO4Ce(SO4)2() Ce4+Ce4+Ce3+Ce4+Fe()

  • KBrO3 KBrO3KBrO3KBrO3Br- BrO3-+6H++6e-Br-+3H2O E0=1.44V KBrO3180KBrO3 KBrO3KI BrO3-+6I-+6H+=Br-+3I2+3H2OI2Na2S2O3KBrO3

  • KBrO3KBrO3KBrBrO3-Br- BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O Br2Br2 KBrO3KBrKBrO3KBrBr2Br2 PhOH+3Br2=PhBr3OH+3H++3Br- KIBr2I2Na2S2O3

  • 7-7

    7-7 Pb3O40.1000gPb2+K2CrO4Pb2+PbCrO4KI0.1000mol/L Na2S2O3I213.00mLPb3O4

  • Pb2+Pb3O4+2Cl-+8H+=3Pb2++Cl2+4H2OPb2++CrO42-=PbCrO42PbCrO4+2H+=2Pb2++Cr2O72-+H2OCr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O2S2O32-+I2=2I-+S4O62- 2Pb3O46Pb2+6CrO42-3Cr2O72-9I218S2O32- Pb3O49S2O32-

  • wPb3O4=[(1/9cNa2S2O3VNa2S2O3MPb3O4)/ms]100% =[(1/90.1000mol/L13.0010-3L 685.6g/mol)/0.1000g]100% =99.03%

  • 7-8 0.5000g0.7500g H2C2O42H2OH2SO430.00mL0.0200mol/LKMnO4wMnO2 MnO2 MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2+2H2O 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O

  • : 5MnO25H2C2O42MnO4-MnO2 wMnO2={[(mH2C2O42H2O/MH2C2O42H2O- 5/2cKMnO4VKMnO4)MMnO2]/ms}100% ={[(0.75/126.07-5/20.0200030.00 10-3)86.94]/0.5000}100% =77.36%

  • 7-9 25.00mL KIHCl10.00ml0.0500mol/LKIO3I2KIKIO3I20.1008mol/L Na2S2O421.14mL: IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O I2+2S2O32-=S4O62-+2I-

  • IO3-5I- IO3-3I26S2O32-KIKIO3 cKIO3VKIO3 - 1/6cNa2S2O3VNa2S2O3 cKI=[(cKIO3VKIO3-1/6cNa2S2O3VNa2S2O3)5]/VKI =[(0.050010.0010-3-1/60.1008 21.1410-3)5]/25.0010-3 = 0.02896mol/L