高锰酸钾标准溶液的配制及标定方法样本.doc

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实验十二 ( 0.02mol/L) KMnO4标准溶液的配制与标定
1、 实验原理
市售的KMnO4试剂中常含有少量的MnO2和其它杂质, 高锰酸钾在制备和贮存过程中, 常混入少量的杂质, 蒸馏水中常含有微量还原性的物质, 它们可与MnO4-反应而析出MnO(OH)2沉淀, 这些生成物以及光、 热、 酸、 碱等外界条件的改变均
会促进KMnO4的分解, 因此KMnO4标准溶液不能直接配制。
为了配制较稳定的KMnO4溶液, 常采用下列措施:
( 1)     称取稍多于理论量的KMnO4溶液, 溶解在规定体积的蒸馏水中。
( 2)     将配制好的KMnO4溶液加热至沸, 并保持微沸1h,然后放置2～3天, 使溶液中可能存在的还原性的物质完全氧化。
( 3)     用微孔玻璃漏斗过滤, 除去析出的沉淀。
( 4)     将过滤后的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶中, 并寸放在暗处, 以
待标定。如需要浓度较稀的KMnO4溶液, 可用蒸馏水将KMnO4稀释和标定后使用,
但不宜长期贮存。
标定KMnO4标准溶液的基准物很多, 在H2SO4溶液中, MnO4-与C2O4-的反应如下:
2 MnO4- + 5 C2O4- +16H+ < xmlnamespace prefix ="v" /> 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
为了使这个反应能够定量地较快地进行, 应注意下列滴定条件:
( 1) 温度: 在室温下, 这个反应的速率缓慢, 因此常将溶液加热至70～85℃时进行滴定。但温度过高, 若高于90℃, 会使部分H2C2O4发生分解:
H2C2O4 → CO2 + CO + H2O
(2)酸度: 酸度过低, KMnO4易分解为MnO2;酸度过高, 会促使H2C2O4分解, 一般滴定开始时的酸度应控制在0.5～1mol/L。
( 3) 滴定速度: 开始滴定时的速度不宜太快, 否则加入的KMnO4溶液来不及与C2O4-反应, 即在热的酸性溶液中发生分解反应。
( 4) 催化剂: 开始加入的几滴KMnO4溶液褪色较慢, 随着滴定产物Mn2+的生成, 反应速率逐渐加快。因此, 可于滴定前加入几滴MnSO4作为催化剂。
( 5) 指示剂 KMnO4自身可作为滴定时的的指示剂, 但使用浓度低至0.002mol/LKMnO4溶液作为滴定剂时, 应加入二苯胺磺酸钠或1, 10-邻二氮非-Fe2+等指示剂来确定终点。
( 6) 滴定终点 用KMnO4溶液滴定至终点后, 溶液中出现的分红色不能持久, 这是因为空气中的还原性的气体和灰尘都能使MnO4-还原, 使溶液的分红色逐渐消失。因此, 滴定时溶液中出现的分红色如在0.5～1min内不褪色, 就可认为已经达到滴定终点。
2、 操作步骤
( 1) KMnO4标准溶液( 0.02mol/L) 的配制: 称取KMnO41.4g, 溶于400ml
新煮沸放冷的蒸馏水中, 置棕色玻璃瓶, 摇匀, 暗处放置7～14天, 用垂熔玻璃
漏斗, 存于另一棕色玻璃瓶中。
( 2) KMnO4标准溶液( 0.02mol/L) 的标定: 精密称取在105℃干燥至恒
重的基准物Na2C2O4约0.17g, 置锥形瓶中, 加入新鲜蒸馏水50ml加热使溶解, 加入3mol/LH2SO415ml, 摇匀, 水浴加热至约75℃, 逐渐缓慢加入数滴KMnO4标准溶液, 并充分振摇, 待紫红色褪去后, 可加快滴定速度, 近终点时又须减慢滴定速度, 至溶液显粉红色并保持30s不褪即为终点。当滴定终了时, 溶液温度不
低于55℃。
3、 注意事项
( 1) 滴定完成时, 溶液温度应不低于55℃, 否则反应速度慢而影响终点的观察与准确性。操作中不要直火加热或使溶液温度过高, 以免H2C2O4分解。
( 2) 开始滴定时反应速度较慢, 因此要缓慢滴加, 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; 但注意仍不能过快。否则来不及反应的KMnO4在热的酸性溶液中易分解。近终点时, 反应物浓度降低, 反应速度也随之变慢, 须小心缓慢滴入。
( 3) KMnO4溶液受热或受光照将发生分解:分解产物MnO2会加速此分解反应。因此配好的溶液应贮存于棕色瓶中。并置于冷暗处保存。
( 4) KMnO4在酸性介质中是强氧化剂, 滴定到达终点的粉红色溶液在空气中放置时, 由于和空气中的还原性气体和灰尘作用而逐渐褪色。
配制 KMnO4 溶液时要保持微沸1小时或在暗处放置数天, 待 KMnO4把还原性杂质充分氧化后, 过滤除去杂质, 保存于棕色甁中, 标定其准确浓度。
滴定过程如果发生棕色浑浊 MnO2, 应立即加入 H2SO4 补救, 使棕色浑浊消失。

 用酸性法测定高锰酸盐指数时的注意事项
 1配制较稳定0.1mol/L的高锰酸钾溶液
  ( 1) 称取3.2g的KMnO4, 溶解在不含还原性物质的蒸馏水中并稀释至1000mL。
 ( 2) 将配制好的KMnO4溶液于90～95℃水浴中加热两小时, 然后在暗处放置2～3d, 使溶液中可能存在的还原性物质完全氧化。
  ( 3) 倾出清夜, 贮存于棕色试剂瓶中并存放于暗处, 以待标定。 
   2 准确标定0.1mol/L的KMnO4溶液的浓度用 Na2C2O4标定KMnO4溶液。
其标定方法是将 Na2C2O4在105～110℃烘干约2h以后, 冷却至室温即可使用。在H2SO4酸性溶液中MnO4-与C2O42-的反应:      
2MnO4-+5C2O42-+16H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O 
    为了能使此反应定量的迅速进行, 应控制好以下条件:
1) 温度控制: 反应温度70～80℃。低于此温度或室温下反应速度极慢, 温度超过90℃, H2C2O4部分分解导致标定结果偏高。同时要保证沸水浴的水面要高于锥形瓶内的液面。
2) 酸度控制:  滴定应在一定酸度的H2SO4介质中进行, 一般滴定开始时, 溶液[H+]应为0.5～1mol/L左右, 滴定终了时应为0.2～0.5mol/L左右。酸度过低, MnO4-会部分被还 原成MnO2; 酸度过高会促进H2C2O4分解。
3) 滴定速度滴定时应待第一滴KMnO4红色褪去之后再滴入第二滴, 因为滴定反应速度极慢, 只有滴入KMnO4反应生成Mn2+作为催化剂时, 滴定才逐渐加快。否则再热的酸性溶液中, 滴入的KMnO4来不及和C2O42-反应而发生分解:
 4MnO4-+12H+==4Mn2++5O2↑+6H2O 导致标定结果偏低。
  4) 滴定终点 KMnO4终点不太稳定, 这是由于空气中还原性气体及尘埃等杂质使MnO4-缓慢分解, 粉红色消失, 因此保持30s不退色即可认为已经到达滴定终点。
 (4) 加热的时间应从水浴开始沸腾时计时, 时间为30±2min, 时间要卡准。加热时间短, 测定结果偏低, 加热时间长了将导致测定结果偏高。