【目的要求】
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
哑光玻璃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，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）， 酸式滴定管（棕，50cm3），锥形瓶（250cm3），移液管（10cm3、25cm3）；发光二极管封装H2SO4（3 mol·dm-3）， KMnO4(s)，Na2C2O4(s,AR.)，双氧水样品（工业）。
【实验步骤】
1. KMnO4溶液（0.02 mol·dm-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0.15~0.20g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 mol·dm-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。当溶液呈现微红并在半分钟不褪，即为终点。计算KMnO4溶液的浓度。滴定过程要保持温度不低于60℃。
3. H2O2含量的测定：
用移液管吸取5.00cm3 双氧水样品（H2O2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，分别置于三个电动橡皮250cm3锥形瓶中，各加入5cm3 , 3 mol·dm-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 |
| 智能缓存 滴定初始读数(ml) | | | |
第一终点读数(ml) | 铭板 | | |
V(ml) | | | |
平均V(ml) | |
CH2O2(g/L) | |
| | | |
【思考题】
1. 用KMnO4滴定法测定双氧水中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，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75℃～85℃。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H2O2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，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、H2C2O4·H2O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-+16H＋＝2Mn2++10CO2↑+8H2O
上述标定反应要在酸性介质、溶液预热至75~85℃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，滴定时，溶液中有稍微过量的KMnO4，即显粉红，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I2、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+7H2O
2S2O32-+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0.2～0.4mol·L-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；纯过氧化氢用作火箭燃料的氧化剂；工业上利用过氧化氢的还原性除去，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（g·L-1）,药用双氧水含H2O2 25～35（g·L-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 mol·L-1），双氧水待测液（药用双氧水），固体KMnO4（A.R），固体Na2C2O4（A.R）。
gps信号转发器
四、实验步骤
1．0.004 mol·L-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，置于棕试剂瓶中，稀释至250mL，摇匀，塞紧，放在暗处静置7~10天（或溶于蒸馏水后加热煮沸10~20分钟，放置2天），然后用烧结玻璃漏斗过滤，存入另一洁净的棕瓶中储存备用。
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