高锰酸钾法测定过氧化氢含量实验报告

一、实验目的

1.了解高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件。

2.掌握以Na₂C₂O₄为基准物的标定高锰酸钾溶液浓度的方法原理及滴定条件。

3.掌握用高锰酸钾法测定H₂O₂含量的原理和方法。

二、实验原理

1.高锰酸钾标定原理  

 标定高锰酸钾的基准物有很多，常用的是Na₂C₂O₄。在H₂SO₄介质中Na₂C₂O₄与KMnO₄反应，其反应式为：

2MnO_４^－＋５Ｃ_２Ｏ_４^２－+16H⁺=2Mn²⁺+5CO₂↑+8H₂O

2.H₂O₂含量测定原理

  H₂O₂的含量可用高锰酸钾法测定。在酸性溶液中H₂O₂很容易被KMnO₄氧化而生成有力的氧和水，其反应式为：

2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O

  开始反应时速度很慢，滴入第一滴KMnO₄溶液时溶液不容易褪色，待生成Mn²⁺之后，由于Mn²⁺的催化，加快了反应速度，故能一直顺利地滴定到终点，根据KMnO₄标准溶液的用量计算样品中H₂O₂的含量。

三、实验仪器及药品

仪器：铁架台、酸式滴定管、250ml锥形瓶、移液管、电热炉

药品：0.020mol/L KMnO₄标准溶液、2mol/L H₂SO₄溶液、Na₂C₂O₄固体、市售H₂O₂样品

四、实验步骤

高猛酸钾标定步骤

1. 洗涤  按要求把实验用的仪器洗涤干净。

2. 润洗  将酸式滴定管用待标定的KMnO₄溶液润洗2-3次。

3. 称量  用电子称准确称取0.15-0.20g Na₂C₂O₄基准物。

4. 溶解  将称量好的基准物置于250ml锥形瓶中，加水约20ml使之溶解，再加15ml        的2mol/L H₂SO₄溶液，并加热至70-85℃。

5. 滴定  将加热好的溶液立即用待标定的KMnO₄ 溶液滴定，滴定至溶液呈淡红色，并且30s不褪色，即为反应终点。平行测定2次，根据滴定所消耗KMnO₄溶液的体积和基准物的质量，计算KMnO₄溶液的浓度。

H₂O₂溶液含量的测定

1. 洗涤  按要求把实验用的仪器洗涤干净。

2. 润洗  将酸式滴定管用标准KMnO₄溶液润洗2-3次。

3. 装液  将标准KMnO₄溶液倒入酸式滴定管中至零刻度线上面一点，调节液面至零刻度线上；用移液管移取市售过氧化氢样品（质量分数约为30%）20ml，置于250ml锥形瓶中，加水20-30ml和H₂SO₄溶液20ml。

4. 用KMnO₄标准溶液滴定装液好的H₂O₂样品至溶液呈粉红色，30s不褪色即为反应终点。最后，平行测定2次，根据KMnO₄标准溶液用量，计算H₂O₂未经稀释的样品中H₂O₂的质量浓度。

五、实验记录

    1.标定数据 （Na₂C₂O₄溶液为20ml）

2.测定数据（H₂O₂溶液体积为20ml、2mol/LH₂SO₄溶液体积为20ml）

六、数据处理

解：三次滴定KMnO4溶液平均体积为0.1027ml。

样品中H₂O₂的质量浓度=2/5c(KMnO₄)*V(KMnO₄)*M(H₂O₂)/1000/0.025

                    =2/5*0.02*0.1027*34/1000/0.025

                           =1.117*10^_3g/L

七、实验疑难

问题：1.标定KMnO₄溶液时，为什么要把Na₂C₂O₄溶液加热到70-85℃，并且要在这个范围内？

2.标定KMnO₄溶液时，为什么刚滴定时速度很慢，后来就变快呢？

回答：1. Na₂C₂O₄溶液加热至70-85℃再进行滴定。不能使温度超过90℃，否则Na₂C₂O₄分解，导致标定结果偏高。

2.Mno₄^-与C₂O₄^-的反应开始时速度很慢，当有Mn²⁺生成之后，反应速度逐渐加快。因此，开始滴定时，因该等第一滴KMnO₄溶液褪色后，再滴第二滴。此后，因反应生成的Mn²⁺有自动催化作用而加快了反应速度，随之可加快滴定速度。但不能过快，否则加入的KMnO₄溶液会因来不及与C₂O₄^2-反应，就在热的酸性溶液中分解，导致标定结果偏低。

八、实验误差分析与注意事项

1.市售的KMnO₄试剂常含有少量的MnO₄及其它杂质，使用的蒸馏水中也含有少量如尘埃、有机物等还原性物质。这些物质都能使KMnO₄还原，因此KMnO₄标准滴定溶液只能用间接法配制。

2.仪器的洗涤和润洗要按要求去做。

3.滴定时要注意滴定的速度，逐滴滴定；滴定时，不能呈线性；接近滴定终点时更要注意，必要时用用半滴技术以确保饰演的准确性。

4.用KMnO₄溶液滴定H₂O₂时，不能用HNO₃或HCl溶液来控制溶液酸度。

5.标定好的用KMnO₄溶液在放置一段时间后，若发现有沉淀析出，应重新过滤并标定。

九、实验结论

    1.定义：  氧化还原滴定法是指以氧化还原反应作为滴定反应测定物质含量的滴定分析方法。

   2.应用：使用氧化剂或还原剂标准溶液，直接或间接测定氧化性或还原性物质及一些非氧化性还原性物质。

3.教训：要注意细节、准确操作。

第二篇：实验报告二

三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备及组成测定

一  实验目的：

1  了解氧化还原反应的相关知识。

2  了解从二价钴盐制备三氯化六氨合钴的方法。

3  掌握配位化合物理论及平衡方面的知识。

4  了解固相催化的原理及特点。

5  掌握用酸碱滴定法测定样品中氨含量的原理和方法。

6  掌握用沉淀滴定法测定样品中氯含量的原理和方法。

7  掌握用碘量法测定样品中钴含量的原理和方法。

8  训练无机合成、滴定分析的基本操作，掌握确定组成和化学式的原理和方法。

二  实验内容：

（一） 三氯化六氨合钴的制备

1  实验原理：

在通常情况下，二价钴盐较三价钴盐稳定的多，而在许多场合它们的配合状态下却正相反，三价钴反而比二价钴稳定。因此，通常采用空气或者氧化剂氧化二价钴的方法，来制备三价钴的配合物。

  

[] 

氯化钴（Ⅲ）的氨合物有许多种，主要有三氯化六氨合钴（橙黄色晶体）、三氯化一水五氨合钴（砖红色晶体）、二氯化一氯五氨合钴（紫红色晶体）等。

本次实验三氯化六氨合钴的制备条件是：以活性炭为催化剂，用氧化剂氧化有氨剂——氯化铵存在的氯化钴溶液。反应式为：

所得产品为橙黄色单斜晶体。

2  实验仪器及试剂：

仪器：锥形瓶（250mL），铁架台，药匙，滴管，表面皿，量筒，电炉，玻璃棒，移液管，洗瓶，温度计，恒温水浴锅，烘箱，抽滤瓶，布氏漏斗，抽滤装置，分析天平，普通电子天平

试剂：NH₄Cl，CoCl₂·6H₂O，NH₃·H₂O，H₂O₂，HCl，活性炭，冰，乙醇，去离子水

3  实验步骤：

在锥形瓶中，将4.0gNH₄Cl溶于8.4mL水中，加热至沸。加6.0gCoCl₂·6H₂O晶体，溶解后，稍冷却，加0.4g活性炭，摇动锥形瓶，使其混合均匀。用流水冷却后，加入13.5mL浓氨水，再冷却至283K以下，用滴管逐滴加入13.5mL5％H₂O₂溶液，水浴加热至323～333K，保持20分钟并不断摇锥形瓶。然后用冰浴冷却至273K左右，马上减压过滤。直接把沉淀溶于50mL沸水中（水中含1.7mL浓盐酸），趁热抽滤，在滤液中慢慢加入6.7mL浓盐酸，有大量橘黄色晶体析出，用冰浴冷却后，马上抽滤。用5mL乙醇洗涤，吸干。晶体在水浴上干燥，称重，计算产率。

4  实验数据处理：

得到的产品：m_产品=4.987g

称取m_CoCl2·6H2O=6.0g

理论产品质量: 

产率=

(二)  三氯化六氨合钴组成的测定

 1 氯的测定

(1)  实验原理：

在中性或弱碱性溶液中，以K₂CrO₄作指示剂，用硝酸银标准溶液滴定Cl^-

(砖红色)  

（白色）         

由于AgCl溶解度比Ag₂CrO₄小，根据分布沉淀原理。溶液中首先析出AgCl沉淀，化学计量点附近，由于Ag⁺浓度增加，与CrO₄^2-生成砖红色Ag₂CrO₄沉淀指示滴定终点。

(2)  实验仪器和试剂：

仪器：容量瓶（100mL），锥形瓶（250mL），酸式滴定管，玻璃棒，烧杯，移液管

试剂：AgNO₃溶液,NaCl,2.5％K₂CrO₄溶液

(3)  实验步骤：

①  准确称取0.4g左右的样品，溶解在250mL容量瓶中，用移液管移取25mL于锥形瓶中，加入0.5mL2.5％K₂CrO₄溶液作为指示剂。

②  用氯化钠溶液标定硝酸银溶液后，用硝酸银标准溶液滴定样品溶液至出现砖红色不再消失为终点。

③  根据消耗的硝酸银溶液的量，计算氯的含量。

(1)  实验数据处理：

标定AgNO_{3  ：}

       

     

两组平均值：

    

数据记录

氯的百分含量：           

      

1mol样品中氯的物质的量=

2  氨的测定

(1)  实验原理：

第一步氨气释放

第二步硼酸吸收氨气

第三步盐酸滴定硼酸铵

(2)  实验仪器和试剂：

仪器:锥形瓶（250mL），容量瓶（250mL），分析天平，烧杯，量筒，玻璃棒，药匙，移液管，量筒，凯氏定氮仪，酸式滴定管，电炉

试剂：盐酸，无水碳酸钠，甲基红-溴甲酚绿，硼酸溶液

(3)  实验步骤：

①  准确称取0.2g左右的试样，放入250mL锥形瓶中加30mL水溶解，放在凯式定氮仪上操作。

②  用碳酸钠溶液标定盐酸后，用标准浓度的盐酸溶液滴定硼酸至颜色由蓝绿色变成浅粉色。

③  将锥形瓶放在电炉上加热，沸腾1min后，冷却至室温再继续滴定至浅粉色。③根据消耗的HCl的量，计算氨的含量。

(4)  实验数据处理：

标定HCl:   g       

     

滴定样品:

数据记录

样品中             

即         

           

           

1mol样品中NH₃的物质的量=

3  钴的测定

(1)   实验原理：

第一步氨气释放

第二步碘的还原

第三步碘量法测定

(2)  实验仪器和试剂：

    仪器:碘量瓶（250mL），容量瓶（250mL），烧杯，量筒，玻璃棒，药匙，量筒，碱式滴定管，电炉，分析天平，移液管

试剂：KI固体，6mol/LHCl溶液，10％NaOH溶液，Na₂S₂O₃固体，0.5％淀粉溶液，K₂Cr₂O₇固体

(3)  实验步骤：

①  准确称取0.17～0.22g试样两份放于碘量瓶，分别加20mL水溶解，再加入3mL10％NaOH加热有棕黑色沉淀产生，沸后小火加热5min。

②  取下稍冷，加50mL水，用流水冷至室温。加入0.5gKI及5mL6mol/L盐酸，摇动使之溶解，在暗处放置5min。

③  用K₂Cr₂O₇溶液标定Na₂S₂O₃溶液后，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定。当溶液颜色呈浅黄时加2mL0.5％的淀粉溶液，滴到蓝色消失呈淡红色即为终点。

④  根据消耗的Na₂S₂O₃溶液的量，计算钴的含量。

(4)  实验数据处理：

标定Na₂S₂O₃溶液:  

  

滴定样品：

数据记录

样品中             

即         

           

           

1mol样品中钴的物质的量=

三  测定结果汇总

四、结果讨论与误差分析

1、样品产率低，原因有：

①氯化铵加热时过度和温水浴时会释放出氨气，导致产率的下降。

②冷水浴时不够完全，有部分固体没有析出或晶体析出后再溶解。

③抽滤时滤纸会粘附一部分，导致损失。

④在反应搅拌与产品烘干时，都会导致损失。

⑤加入的活性炭没有充分研磨，颗粒太大，催化效果差⑥过滤时速度太慢

2、通过对组分测定，氨、钴的含量偏高，氯的含量比较低。原因有：

①氨的测定中，滴定终点判断有偏差，导致实验数据的误差。

②钴的测定中，加淀粉时的黄色判断有点晚。

③钴的测定中，滴定管最后产生个小气泡，使Na2S2O3滴定的体积偏小，影响实验。

④氯的测定中，滴定终点不好把握，在没有达到终点时即停止滴定，导致

误差较大。

⑤产品中可能有其他物质，比如二氯化五氨合钴。

⑥在读数时存在误差。配制标准溶液的过程中存在误差，导致滴定不准确，影响结果的计算。

五、注意事项

1、三氯化六氨合钴的制备：

① CoCl2·6H2O溶解后加入活性炭冷却不能太慢，因为氯化铵在溶液中加热后会有氨气放出，活性炭在使前一定要充分研磨以提供较大的比表面积。 

②加H2O2前必须降温处理，一是防止其分解，二是使反应温和的进行。

③加H2O2时要逐滴加入，不可太快，因为溶液中的物质会与H2O2反应，会使反应太剧烈，会产生爆炸。

④两次冰浴冷却要充分，有助于沉淀的析出，提高产率。

⑤趁热吸滤后加入6.7mL浓HCl是用同离子效应增加产率，若浓HCl加入过多，会因稀释作用而产生盐效应而使溶解度加大，从而降低产率。

2、三氯化六氨合钴组分的测定：

①分析天平称得质量要≥0.2g，因为分析天平的精确度为0.0001g，一次实验要称两次，误差为0.0002g，要求误差≤1‰，所以要大于0.2g。

②滴定管快滴定完时，要把悬浮的液体刮锥形瓶，减小误差。

③碘量瓶要用磨口塞子，防止碘的升华。

④碘量法测定钴，在碘量瓶中加入KI固体和HCl后应立即将碘量瓶转移至暗处。

⑤Cl的测定中，加入后产生砖红色，30秒不变色就为终点。

六、思考题

1、氯化铵在制备三氯化六胺合钴中的作用是提供碱性环境，与氨水形成缓冲溶液。

2、活性炭的作用是催化剂，用来吸附反应物，提供大的比表面积。

3、逐滴加入是为了使活性炭充分吸附过氧化氢，使反应更加完全。

4、用冰浴冷却更有利于沉淀析出，提高产率。

5、趁热抽滤的作用是为了防止晶体析出，提高产率。此处应注意先加水再加浓盐酸，防止出现危险。

6、加浓盐酸是为了抑制产物水解，是运用了同离子效应的原理。当生成晶核的过程中，慢慢加入更有利于形成又大又好的晶体。

7、应注意趁热过滤的步骤影响产品质量和产率。