一、實驗目的
1.學會高錳酸鉀溶液的配制。
2.掌握高錳酸鉀標準溶液的標定方法。
二、實驗原理
高錳酸鉀法是經常應用的一種氧化還原滴定法,它以氧化劑高錳酸鉀為標準溶液。由于高錳酸鉀是強的氧化劑,尤其在強酸性溶液中,氧化能力更強,同時,由于高錳酸鉀溶液呈深紫色,在水中著色能力很強,濃度很小時即可觀察到顯著的粉紅色,所以滴定不必另加入指示劑,稍過量的高錳酸鉀即呈粉紅色,可指示滴定終點的到達。因此此法廣泛用于許多還原性物質的測定,其應用范圍較重鉻酸鉀法廣。
高錳酸鉀不容易得到很純的試劑,所以必須用間接法配制標準溶液,一般在配制高錳酸鉀標準溶液時,需加熱近沸約30min,以充分氧化水中的有機雜質,并靜置過夜,再除去生成的沉淀,同時保存在棕色試劑瓶中,避免光照,以保持溶液濃度相對穩(wěn)定,不致迅速氧化。然后再用基準物質標定其準確濃度。
標定高錳酸鉀溶液的基準物質有H2C2O4·2H2O、Na2C2O4、FeSO4-(NH4)2SO4·6H2O·FeSO4·7H2O、As2O3和純鐵絲等。因前兩者較易純化,所以在標定高錳酸鉀時經常采用。
本實驗采用Na2C2O4標定預先配好的濃度近0.02mol·L-1的高錳酸鉀溶液,兩者反應方程式如下:
2KMNO4+5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+5Na2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑
直接稱取一定質量的Na2C2O4,用少量蒸餾水溶解后,以待標定的高錳酸鉀溶液滴定至終點,按如下計算式計算高錳酸鉀溶液的準確濃度:
c(KMnO4)/(mol·L-1)=2×m(Na2C2O4)/g / 5×M(Na2C2O4)/g·mol-1×V(KMnO4)/L
三、儀器和試劑
儀器:分析天平,稱量瓶,酸式滴定管,錐形瓶,量筒、酒精燈、石棉網、三角架。
試劑:0.02mol·L-1的高錳酸鉀溶液,草酸鈉(分析純),3mol·L-1 H2SO4等。
四、實驗內容及步驟
準確稱取0.15-0.20g預先已干燥過的分析純草酸鈉3份,分別置于錐形瓶中,各加入40mL蒸餾水和10mL 3mol·L-1 H2SO4,使草酸鈉溶解,慢慢加熱,直到有大量蒸氣涌出(75--85℃)。趁熱用待標定的KMnO4溶液進行滴定,開始時,速度要慢,滴入第一滴溶液后,不斷搖動錐形瓶,使溶液充分混合反應,當紫紅色退去后再滴入第二滴。當溶液中有Mn2+產生后,反應速率會加快,滴定速度也可隨之加快,但仍需按照滴定規(guī)則進行。接近終點時,應該減慢滴定速度,同時充分搖勻,以防滴定過終點。最后滴加半滴KMnO4溶液搖勻后30s內不退色即為達到終點。記下讀數,計算KMnO4溶液的準確濃度c(KMnO4)。