實驗 2 氧化還原滴定 實驗影片 氧化還原滴定
想一想 什麼是氧化還原? 生活中有哪些跟氧化還原相關的例子呢? 蘋果果肉(左)暴露於空氣後(右)易氧化呈褐色 牙齒:http://eastingbio.pixnet.net/blog/post/163129373 蘋果:http://122.img.pp.sohu.com/images/blog/2008/3/2/15/21/1190c436733.jpg 蘋果果肉(左)暴露於空氣後(右)易氧化呈褐色
實驗目的 了解氧化還原的意義及學習滴定的技巧。 以過錳酸鉀溶液進行氧化還原滴定,來測定 未知溶液中亞鐵離子的濃度。 實驗目的&原理
實驗原理 (1)滴定達當量點時,參與滴定所有氧化劑,其所得到的電子總數等於還原劑所失去的電子總數。 即C 氧化劑×V 氧化劑×a = C還原劑×V 還原劑×b 藉此求出未知氧化劑(或還原劑)的濃度。 (2)草酸鈉溶液與過錳酸鉀溶液反應 (此反應需加熱至70℃) 5C2O42-(aq)+2MnO4-(aq)+16H+(aq)→10CO2(g)+2Mn2+(aq)+8H2O(l)
實驗原理 (3)過錳酸鉀溶液與亞鐵離子反應 (此反應在常溫下即可進行) 5Fe2+(aq) +MnO4-(aq)+8H+(aq) →5Fe3+(aq) +Mn2+(aq) +4H2O(l) (4)紫色的過錳酸鉀(KMnO4) 溶液在酸性環境下,可被還原劑還原成淡粉紅色的亞錳離子 (Mn2+ )。顏色變化明顯,可直接判定滴定終點,不需再滴加指示劑。
實驗器材 名稱 每組 滴定管 1支 安全吸球 1個 鐵架 (含滴定管夾) 1組 吸量管 (10mL) 鐵架(含鐵環、陶瓷纖維網) 3個 錐形瓶 (250 mL) 2個 量筒 (100mL) 漏斗 玻棒 實驗器材&試藥
實驗器材 名稱 每組 溫度計 1支 電子天平 共用 攜帶式本生燈 1座 標籤紙 塑膠滴管 5支 稱量紙
實驗試藥 名稱 每組 過錳酸鉀溶液(約0.02 M) 200 mL 硫酸溶液(2 M) 150 mL 草酸鈉溶液(0.05 M) 待測硫酸亞鐵溶液 (濃度由教師配製,約0.05 M~0.15 M) 50 mL 蒸餾水 共用
實驗步驟 【一】標定過錳酸鉀溶液的濃度 1. 準備滴定液:將 KMnO4(aq)倒入滴定管中,使滴定管中充滿KMnO4(aq) 。 實驗步驟 1
實驗步驟 【一】標定過錳酸鉀溶液的濃度 2. 加熱待測液: 於錐形瓶中加入 Na2C2O4(aq)、H2SO4(aq)、 蒸餾水,加熱至70℃。
實驗步驟 【一】標定過錳酸鉀溶液的濃度 氧化還原滴定: 趁熱將錐形瓶移至滴定管下 方,以KMnO4(aq)滴定,直至 溶液呈淡紫色不再消失。
實驗步驟 【二】測定未知溶液中亞鐵離子的濃度 氧化還原滴定: 於錐形瓶中加入待測液 (含Fe2+)、H2SO4(aq)、 蒸餾水,並以KMnO4(aq) 滴定。 二次滴定: 重複步驟 1,算出亞鐵離子 的平均濃度。 實驗步驟 2
注意事項 (1)滴定管滴定前應以蒸餾水洗過,並以欲充 填溶液潤洗之;錐形瓶只要以蒸餾水洗過, 不需以欲充填溶液潤洗。 (2)倒入過錳酸鉀溶液時,應使用漏斗放置於 滴定管上端。 (3)初始刻度不需為 0,但不可高於 0,否則無 法判讀紀錄。
注意事項 (4)讀取刻度時,視線必須與液面最低處水平。 (5)加熱溫度不可超過 90℃,否則試藥可能發 生分解反應。 (6)滴定時,可於錐形瓶下方放置一張白紙, 以方便觀察顏色變化。 (7)若兩次滴定體積差距大於 1 mL,應再進行 第三次滴定,最後選取較接近的兩次數值平 均。
廢棄物處理 名稱 類別 處理方法 硫酸 無機鹽類 酸鹼中和後,以大量水稀釋排放 過錳酸鉀 回收集中儲存 草酸鈉 硫酸亞鐵
問題與思考 1. 為何在過錳酸鉀滴定草酸鈉溶液時,需要加熱至70℃,才進行滴定;而在滴定硫酸亞鐵溶液時,則不需要加熱,即可進行滴定? 草酸鈉溶液與過錳酸鉀溶液反應式如下所示: 5C2O42-+2MnO4-+16H+ → 10CO2+2Mn2++8H2O
問題與思考 過錳酸鉀溶液與亞鐵離子反應式如下所示: 5Fe2++MnO4-+8H+ → 5Fe3++Mn2++4H2O 前者反應涉及較多的化學鍵的斷裂,室溫下反應較慢,故須加熱以加速反應進行;而後者反應涉及較少的化學鍵的斷裂,室溫下反應較快。
問題與思考 2. 在酸性的環境中,為何以過錳酸鉀溶液,滴定 草酸鈉或硫酸亞鐵溶液時,不需滴加指示劑? 2. 在酸性的環境中,為何以過錳酸鉀溶液,滴定 草酸鈉或硫酸亞鐵溶液時,不需滴加指示劑? 紫色的過錳酸鉀(KMnO4)溶液在酸性環境下,可被還原劑還原成淡粉紅色的亞錳離子(Mn2+)。顏色變化明顯,可直接判定滴定終點,不需再滴加指示劑。
問題與思考 3. 在以草酸鈉溶液標定過錳酸鉀溶液的實驗中, 若改以HNO3來取代H2SO4,則對滴定結果造成 何種影響?
問題與思考 4. 在以草酸鈉溶液標定過錳酸鉀溶液的實驗中, 若另改以HCl來取代H2SO4,則對滴定結果又 造成何種影響?
問題與思考 5. 請任課教師公布待測硫酸亞鐵溶液的濃度,並 討論實驗結果的準確度及精密度。
問題與思考 若待測硫酸亞鐵溶液的濃度=0.0800 M,
動動腦 日常生活中還有哪些東西運用到氧化還原的概念呢? 生活中常見的「氯系清潔劑」。 如:次氯酸鈉,俗稱漂白水(NaClO)是一種氧化型的漂白劑。其化學性質不安定,常溫下會自然分解而失去氧化活性。也可作爲紙漿、棉麻纖維的漂白劑。
第3章目錄 結束放映