【世界杯买球】 氧化还原滴定法


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[拼音]:yanghua huanyuan didingfa

[外文]:oxidation-reduction titration

以氧化还原反应为基础的容量分析方法。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。

此法建立于1789年,当时C.-L.贝讬莱以靛蓝为滴定剂兼指示剂,滴定漂白溶液(氯水)。19世纪又相继建立了碘量法、高锰酸钾滴定法、重铬酸钾滴定法、铈量法等。

滴定剂

氧化滴定剂有高锰酸钾、重铬酸钾、硫酸铈、碘、碘酸钾、高碘酸钾、溴酸钾、铁氰化钾、硝酸铵、高铁盐、氯胺等;还原滴定剂有亚铁盐、氯化亚锡、硝酸亚汞、抗坏血酸、亚铬盐、亚钛盐、亚砷酸钠-亚硝酸钠-亚铁氰化钾、肼类等。

氧化还原反应

反应机理往往比较复杂。除主反应外,经常伴随多种副反应,而且反应速率较低。不少氧化还原反应,从相应的氧化-还原电对的标准电极电位差来考虑,是能够进行的,但实际上由于反应速率太低,给滴定带来困难。这样,有些慢的反应就要通过加热或加催化剂(见容量分析中的催化反应)等方法来加速;有些反应,尤其是一些多电子转移的氧化还原反应,很容易引起诱导反应(见容量分析中的诱导反应)或其他副反应,从而影响滴定的定量关系。对于这些干扰反应,应针对具体情况,采用不同的方法加以克服。滴定反应的完全程度与氧化剂和还原剂之间的标准电极电位差有关,电位差越大,反应进行得越完全。

在氧化还原滴定过程中,随著滴定剂的加入,被滴定物质的氧化态和还原态物质的浓度随之改变,氧化-还原电对的电位也随之不断改变,而在达到等当点附近时,电位变化有一个明显的突跃,滴定的等当点可借助仪器分析法(如电位分析法)确定,一般常借助指示剂来判断。

指示剂

自身指示剂

有些滴定剂溶液或被滴定物质本身有足够深的颜色,如果反应后变为无色或浅色物质,则其本身就可起指示剂的作用。例如高锰酸钾滴定法中,MnO嬄本身的紫红色就可以用来指示滴定终点,因为还原产物Mn2+几乎是无色的。

显色指示剂

有的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,可溶性淀粉溶液与碘反应,能生成深蓝色或蓝紫色的化合物,当碘被还原为碘离子时,该化合物不复存在,溶液的颜色消失,借此可以指示滴定终点。

本身发生氧化还原反应的指示剂

这类指示剂的氧化态和还原态具有不同的颜色。在滴定过程中,当反应达到等当点附近时,由于指示剂由氧化态变为还原态,或由还原态变为氧化态而发生明显的颜色变化,从而指示出滴定终点。较重要的此类指示剂有次甲基蓝、二苯胺磺酸钠、邻苯氨基苯甲酸、邻二氮菲-亚铁等。

预先氧化或还原处理

在氧化还原滴定中,有时还需要在滴定之前,将被测组分氧化为高价状态,再用还原剂滴定;或者将被测组分还原为低价状态,再用氧化剂滴定。这一步骤称为预先氧化或还原处理。处理时所用的氧化剂有过二硫酸铵、高锰酸钾、过氧化氢、高氯酸、高碘酸钾、铋酸钠;还原剂有氯化亚锡、三氯化钛、二氧化硫、各种金属还原剂和金属汞齐等。通常要求这些氧化剂和还原剂与被测物质的反应进行完全,反应快,过量的试剂容易除去,并要求反应具有一定的选择性。

计算

利用当量关系计算氧化还原滴定法的结果比较方便,物质的氧化还原当量E为:

E=W/n

式中W为物质的式量;n为物质在反应中的电子得失数或氧化数的变化。如果被测组分X通过一系列反应得到Z后,再用滴定剂滴定,则 X的当量应根据各步反应的计算关系加以确定:

式中a、b、…、s、p为有关系数;W′为aX的式量;e为电子数。当然,也可以直接根据被测物质与滴定剂之间的摩尔计量关系进行计算。

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