双氧水中过氧化氢的测定.doc

1、实验十四 过氧化氢含量的测定高锰酸钾法【目的要求】1.掌握高锰酸钾标准溶液的配制和标定方法。2.学习高锰酸钾法测定过氧化氢含量的方法。【实验原理】H2O2 是医药、卫生行业上广泛使用的消毒剂，它在酸性溶液中能被 KMnO4 定量氧化而生成氧气和水，其反应如下：5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2+8H2O+5O2滴定在酸性溶液中进行，反应时锰的氧化数由+7 变到+2。开始时反应速度慢，滴入的KMnO4 溶液褪色缓慢，待 Mn2+生成后，由于 Mn2+的催化作用加快了反应速度。生物化学中，也常利用此法间接测定过氧化氢酶的活性。在血液中加入一定量的 H2O2，由于过氧化氢酶能使过氧化氢分解，

2、作用完后，在酸性条件下用标准 KMnO4 溶液滴定剩余的H2O2，就可以了解酶的活性。【仪器试剂】台秤（0.1g） 、天平（0.1mg） ，试剂瓶（棕色） ， 酸式滴定管（棕色，50cm 3） ，锥形瓶（250cm 3） ，移液管（10cm 3、25cm 3） ；H 2SO4（3 moldm-3） ， KMnO4(s)，Na 2C2O4(s,AR.)，双氧水样品（工业） 。【实验步骤】1. KMnO4 溶液（0.02 moldm -3）的配制称取 1.7g 左右的 KMnO4 放入烧杯中，加水 500cm3，使其溶解后，转入棕色试剂瓶中。放置 7-10 天后，用玻璃砂芯漏斗过滤。残渣和沉淀则倒

3、掉。把试剂瓶洗净，将滤液倒回瓶内，待标定。2. KMnO4 溶液的标定精确称取 0.150.20g 预先干燥过的 Na2C2O4 三份，分别置于 250cm3 锥形瓶中，各加入40cm3 蒸馏水和 10cm33 moldm-3 H2SO4，水浴上加热直约 75-85。趁热用待标定的 KMnO4溶液进行滴定，开始时，滴定速度宜慢，在第一滴 KMnO4 溶液滴入后，不断摇动溶液，当紫红色退去后再滴入第二滴。溶液中有 Mn2+产生后，滴定速度可适当加快，近终点时，紫红色褪去很慢，应减慢滴定速度，同时充分摇动溶液。当溶液呈现微红色并在半分钟不褪色，即为终点。计算 KMnO4 溶液的浓度。滴定过程要保持

4、温度不低于 60。3. H2O2 含量的测定：用移液管吸取 5.00cm3 双氧水样品（H 2O2 含量约 5%） ，置于 250cm3 容量瓶中，加水稀释至标线，混合均匀。吸取 25cm3 上述稀释液三份，分别置于三个 250cm3 锥形瓶中，各加入 5cm3 , 3 moldm-3 H2SO4，用 KMnO4 标准溶液滴定之。计算样品中 H2O2 的含量。四、实验记录与数据处理KMnO4 标准溶液浓度（mol/L）混合液体积(ml) 2.00 2.00 2.00滴定初始读数(ml)第一终点读数(ml)V(ml)平均 V(ml)CH2O2(g/L)【思考题】1. 用 KMnO4滴定法测定双氧

5、水中 H2O2的含量，为什么要在酸性条件下进行?能否用 HNO3或 HCl 代替 H2SO4调节溶液的酸度?2. 用 KMnO4溶液滴定双氧水时，溶液能否加热?为什么?3. 为什么本实验要把市售双氧水稀释后才进行滴定?4本实验过滤用玻璃砂漏斗，能否用定量滤纸过滤？5用 Na2C2O4标定 KMnO4溶液浓度时，酸度过高或过低有无影响?溶液的温度对滴定有无影响? 6. 配制 KMnO4溶液时为什么要把 KMnO4水溶液煮沸?配好的 KMnO4溶液为什么要过滤后才能使用? 7如果是测定工业品 H2O2，一般不用 KMnO4法，请你设计一个更合理的实验方案?【附注】1. KMnO4溶液在加热及放置时

6、，均应盖上表面皿。2. KMnO4作为氧化剂通常是在 H2SO4酸性溶液中进行，不能用 HNO3或 HCl 来控制酸度。在滴定过程中如果发现棕色混浊，这是酸度不足引起的，应立即加入稀 H2SO4，如已达到终点，应重做实验。3. 标定 KMnO4溶液浓度时，加热可使反应加快，但不应热至沸腾，因为过热会引起草酸分解，适宜的温度为 7585。在滴定到终点时溶液的温度应不低于 60。4. 开始滴定时反应速度较慢，所以要缓慢滴加，待溶液中产生了 Mn2+后，由于 Mn2+对反应的催化作用，使反应速度加快，这时滴定速度可加快；但注意不能过快，近终点时更须小心地缓慢滴入。实验十一 高锰酸钾法-双氧水中 H2

7、O2 含量的测定 一、实验目的1. 了解 KMnO4 标准溶液的配制和标定方法； 2. 熟悉 KMnO4 与 Na2C2O4 的反应条件，正确判断滴定终点； 3. 学会用高锰酸钾法测定双氧水中 H2O2 的含量 的原理和方法。 二、实验原理市售的高锰酸钾常含有少量杂质，如硫酸盐、氯化物、硝酸盐及 MnO2 等，因此不能用精确称量的高锰酸钾来直接配制准确浓度的溶液。KMnO4 氧化力强，还易和水中的有机物、空气中的尘埃及氨等还原性物质作用；KMnO4 能自行分解，其分解反应如下： 4KMnO4 + 2H2O = 4MnO2 + 4KOH + 3O2分解速度随溶液的 pH 值而改变。在中性溶液中，

8、分解很慢，但 Mn2+离子和 MnO2 能加速KMnO4 的分解，见光则分解得更快。由此可见，KMnO4 溶液的浓度容易改变，必须正确地配制和保存。 正确配制和保存的 KMnO4 溶液应呈中性，不含 MnO2，这样，浓度就比较稳定，放置数月后浓度大约只降低 0.5%。但是如果长期使用，仍应定期标定。 标定 KMnO4 溶液的基准物有 As2O3、 铁丝、H2C2O4H2O 和 Na2C2O4 等，其中以 Na2C2O4 最为常用。Na2C2O4 易纯制，不易吸湿，性质稳定。在酸性条件下，用 Na2 C2O4 标定 KMnO4 的反应为： 2MnO4-+5C2O42-+16H2Mn2+10CO2

9、+8H2O上述标定反应要在酸性介质、溶液预热至 7585在 Mn2+催化的条件下进行。滴定开始时，反应很慢，KMnO4 溶液必须逐滴加入，如果滴加过快，KMnO4 在热溶液中能部分分解而在造成误差。 4KMnO4 + 6H2SO4 = 2K2SO4 + 4MnSO4 + 6H2O + 5O2在滴定过程中，由于溶液中逐渐有 Mn2+的生成，使反应速度逐渐加快，所以，滴定速度可稍加快些。 由于 KMnO4 溶液本身有颜色，滴定时，溶液中有稍微过量的 KMnO4，即显粉红色，故不需另加指示剂。 结晶的 Na2S2O3.5H2O，一般均含有少量的 S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3、NaCl

10、 等杂质，且易风化和潮解，因此 Na2S2O3 不能直接称量来配制标准溶液，应采用标定法配制。 Na2S2O3 溶液不够稳定，容易分解。水中的 CO2、细菌和光照都能使其分解，水中的 O2 也能使其氧化，故配制 Na2S2O3 溶液时，需要使用新煮沸（为了除去水中的 CO2 和 O2 和杀死微生物）并冷却了的蒸馏水，并加入少量 Na2CO3（0.02%）使溶液呈弱碱性，以抑制细菌的生长（有时还添加少量 HgI2）；贮于棕色瓶中，放置几天后再进行标定，且不宜久置，使用一段时间后需要重新标定。如果发现溶液变浑或析出硫，就应该过滤再标定，或者另外配制。 标定 Na2S2O3 溶液的基准物质有：纯 I

11、2、KIO3、KBrO3、纯铜等，这些物质除纯 I2 外，均能与 KI 反应而析出 I2，析出的 I2 用 Na2S2O3 溶液滴定，这种标定方法是间接碘量法的应用。在上述几种基准物质中，以使用 K2Cr2O7 作基准物为最方便。该法以淀粉为指示剂，用间接碘量法标定 Na2S2O3 溶液。因为 K2Cr2O7 与 Na2S2O3 的反应产物有多种，不能按确定的反应式进行，故不能用 K2Cr2O7 直接滴定 Na2S2O3。而应先使 K2Cr2O7 与过量的 KI 反应，析出的I2 再用 Na2S2O3 溶液滴定 I2，反应方程式如下： Cr2O7 2-+6I+ 14H + =2Cr3+3I2+

12、7H2O2S2O32-+I2 =2I-+S4O62-溶液的酸度愈大，反应速度愈快，但酸度太大时，I-又容易被空气中 O2 氧化，所以酸度一般以 0.20.4molL-1 为宜；Cr2O7 2-与 I-的反应速度较慢，为了加快反应速度，同时加入过量的 KI，并在暗处放置一定时间，使 Cr2O7 2-与 I-的反应完全。但在滴定前须将溶液稀释，既可降低酸度，使 I-被空气氧化的速度减慢，又可使 Na2S2O3 的分解作用减小，而且稀释后 Cr3+的绿色减弱（变浅），便于观察终点。 过氧化氢在工业、生物、医药等方面应用很广泛。利用其氧化性可以漂白毛、丝织物；医药上常用于消毒和杀菌剂；纯过氧化氢用作火

13、箭燃料的氧化剂；工业上利用过氧化氢的还原性除去氯气，反应为： H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+此外还可利用过氧化氢制备有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其它多孔物质等。由于过氧化氢的广泛应用，常需要对其含量进行测定。 市售的双氧水含 H2O2 约 330（gL-1）,药用双氧水含 H2O2 2535（gL-1）。在酸性溶液中，H2O2 很容易被 KMnO4 氧化，反应如下： 2MnO4- + 5H2O2+6H+ = 2Mn2+ + 5O2+ 8H2O因为 H2O2 受热易分解，故上述反应在室温下进行，其滴定过程与上述 KMnO4 滴定 Na2C2O4 相似。 三、仪器与药品1. 仪器： 玻

14、璃砂芯漏斗（3 号或 4 号），电炉，台秤，分析天平，移液管（5mL，20mL），锥形瓶（250mL），烧杯（20mL，250mL），量筒（10mL，100mL），棕色试剂瓶（250mL）容量瓶（100mL，250mL） 漏斗，称量瓶，酸式滴定管（25mL）； 2. 药品： 0.017mol . L-1K2Cr2O7 标准溶液、Na2S2O3.5H2O 分析纯，KI(s)，KI 溶液 200g . L-1，淀粉指示剂 5g . L-1，Na2CO3(s)、HCl 溶液 6mol . L-1，H2SO4（3 molL-1），双氧水待测液（药用双氧水），固体 KMnO4（A.R），固体 Na2C2

15、O4（A.R）。 四、实验步骤10.004 molL-1 KMnO4 溶液的配溶液 在台秤上称取 0.18 克固体 KMnO4，置于 250mL 烧杯中，用新煮沸过的冷蒸馏水分数次充分搅拌溶解，置于棕色试剂瓶中，稀释至 250mL，摇匀，塞紧，放在暗处静置 710 天（或溶于蒸馏水后加热煮沸 1020 分钟，放置 2 天），然后用烧结玻璃漏斗过滤，存入另一洁净的棕色瓶中储存备用。 2KMnO4 溶液的标定 （1）配制 250mL 0.01 molL-1Na2C2O4在分析天平上准确称取分析纯草酸钠 0.340.35g 三份，置于 50mL 烧杯中，加入少量蒸馏水溶解后，小心地沿着玻棒转入到 2

16、50mL 容量瓶中，烧杯再用蒸馏水冲洗 23 次，冲洗液全部并入容量瓶中，再继续加蒸馏水至刻度，充分摇匀。 （2）用 20mL 移液管吸取 Na2C2O4 标准溶液 20.00mL，置于 250mL 锥形瓶中，加入 3 molL-1 H2SO4 5mL，摇匀。加热至溶液有蒸汽冒出（约 7080C），但不要煮沸，若温度太高，溶液中的草酸易分解（草酸钠遇酸生成草酸） H2C2O4 CO2 + CO + H2O将待标定的 KMnO4 溶液装入酸式滴定管，记下 KMnO4 溶液的初读数（KMnO4 溶液色深，不易看见溶液弯月面的最低点，因此，应该从液面最高边上读数），趁热对 Na2C2O4 溶液进行滴

17、定，小心滴加 KMnO4 溶液，充分振摇，待第一滴紫红色退去，再滴加第二滴。接近化学计量点时，紫红色褪去较慢，应减慢滴定速度，同时充分摇匀，直至最后半滴 KMnO4 溶液滴入摇匀后，显粉红色并保持半分钟不退色，即为化学计量点（KMnO4 滴定使化学计量点不太稳定，由于空气中含有还原性气体及尘埃等杂质，落入溶液中能使 KMnO4 慢慢分解而使粉红色消失，所以在半分钟内部褪色，即可认为已达化学计量点）。记下读数，重复标定两次。 按下式计算 KMnO4 溶液的浓度： 式中 m 为实际参加反应 Na2C2O4 的质量 3Na2S2O3 溶液的配制和标定 （1）Na2S2O3 溶液的配制 称取 13g

18、Na2S2O3.5H2O，溶于 500mL 新煮沸的冷蒸馏水中，加 0.1gNa2CO3 保存于棕色瓶中，放置一周后进行标定。， 1. Na2S2O3 溶液浓度的标定 用移液管吸取 25.00mL K2Cr2O7 标准溶液于 250mL 锥形瓶中，加 5mL 的 6mol . L-1HCl，加入 5mL 200g . L-1 的 KI。摇匀后盖上表面皿，于暗处放置 5min1。然后用 100mL 水稀释，用 Na2S2O3 溶液滴定至浅黄绿色后加入 2mL 淀粉指示剂2，继续滴定至溶液由浅蓝色变为绿色，即为终点。平行测定三次，计算 Na2S2O3 标准溶液的浓度和平均相对偏差。 4双氧水中 H

19、2O2 含量的测定 用移液管吸取 25.00mL 双氧水于 250mL 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。然后用 25.00mL移液管吸取用稀释过待测溶液于 250mL 锥形瓶中，2030mL 和 20mL 的 3 molL-1H2SO4，用 KMnO4 标定溶液滴定，直到溶液显粉红色，保持 30 秒钟不褪色，即达化学计量点。平行测定两次，计算药用双氧水中 H2O2 的质量浓度 (H2O2)/ gL-1。 五、数据记录与处理 参照下表及实验五的表格自制表格，并认真记录实验数据。 表 11-1 双氧水中 H2O2 含量的测定数据表 项目/次数 1 2 3c (KMnO4)/molL-1 双氧水体积

20、 V /mL 消耗体积 V (KMnO4) /mL /molL-1 相对平均偏差 / 注释1K2Cr2O7 与 KI 反应进行很慢，在稀溶液中更慢，鼓在加水稀释前应放置 5 min，使反应完全。 2接近终点时，即当溶液为淡黄色时，才可以加指示剂。 六讨论与思考o 在 KMnO4 法中如果 H2SO4 用量不足，对结果有何影响？ o 用 KMnO4 滴定双氧水时，应注意哪些因素？ o 能否用分析纯的高锰酸钾直接配制成标准溶液？ o 用高锰酸钾法测定 H2O2 时，能否用 HNO3 或 HCl 来控制酸度？ o 用高锰酸钾法测定 H2O2 时，为何不能通过加热来加速反应？ o 用 K2Cr2O7 作为基准物质标定 Na2S2O3 溶液时，要加入过量的 KI 和 HCl 溶液，为什么？为什么要放置一定时间后才能加水稀释？为什么在滴定前还要加水稀释？