内容正文:
分析化学
Analytical Chemistry
第 6 章
氧化还原滴定法
Oxidation-Reduction Titrations
氧化还原滴定法:以氧化还原反应为基础的
滴定分析法
~ 均相溶液中的氧化还原反应
~ 基于电子转移的反应
反应机理比较复杂 副反应 反应速度
反应的可行性
反应的现实性
氧化还原滴定典型方法:高锰酸钾法
重铬酸钾法
碘法等
氧化还原反应
Ox1 + Red2 == Red1 + Ox2
定量 —— 反应完全 化学计量关系
反应迅速
有合适的确定终点的方法
Ox1 + n1e Red1
Ox2 + n2e Red2
6-1-1 氧化还原反应与电极电位
MnO4- + 8 H+ + 5 e Mn2+ + 4 H2O Ox /Red = 1.51 V
MnO4- +2 H2O + 3 e MnO2 +4 OH - Ox /Red = 0.59 V
MnO4- + e MnO42- Ox /Red = 0.57 V
注意:
① 不同条件下生成不同价态的产物 ~ 不同
Ox + ne Red
即使价态一样,但存在形式不同—— 电对不同
Ag+ + e Ag (s) Ag+ /Ag = + 0.799 V
AgCl (s) + e Ag (s) + Cl AgCl /Ag = + 0.223 V
② 不同电对形式 ~ 不同
③ 氧化还原能力的相对强弱
可以用作大致判断
更应当用实际条件下的实际电极电位 来判断
~ a ~ ~ Nernst 方程式
1. 电极电位与能斯特(Nernst)方程式
25℃
a
[ ]
c
稀溶液
分析条件下
2. 条件电极电位
体系离子强度的影响
各种副反应影响,包括酸度条件影响
为某一特定条件下的实际电位(实验测得)
cRed 、cOx 均为 1 mol/L
(但未定其它浓度项为 1 mol/L )
f ~ 类似 K ~ K
φ0: 条件电极电位
在特定条件下,氧化态和还原态的总浓度均为 1 mol/L,或它们的浓度比率为 1 时的实际电极电位。它在条件不变时是一常数。
分析条件下
(1) 考虑离子强度的影响
∵ a =γ[某组分]
当[Ox] /[Red] = 1时,则
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随而变化,当离子强度和副反应系数不变时,为一常数。
(2) 考虑离子强度和副反应的影响
计算HCl溶液中Fe(Ⅲ) /Fe(Ⅱ)体系的电极电位
Fe3+ = Fe2+
OHˉ/\Clˉ OHˉ /\Clˉ
FeOH2+ FeCl2+ FeOH+ FeCl+
┇ ┇ ┇ ┇
c Fe2+ = [Fe2+]+[FeOH+]+[FeCl+] +…
c Fe3+ = [Fe3+]+[FeOH2+]+[FeCl2+] +…
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a =γ[某组分]
当 c Fe(Ⅲ) /c Fe(Ⅱ) = 1时
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条件电极电位(Conditional Electrode Potential):
当cox/cRed = 1 时,条件电极电位等于实际电极电位。用条件电极电位能更准确判断氧化还原反应进行的方向、次序及反应完成的程度。
氧化还原反应的方向及影响因素
(1) 氧化剂和还原剂的浓度对反应方向的影响
例如:① [Sn2+] = [Pb2+] = 1mol / L
② [Sn2+] =1 mol/L , [Pb2+] = 0.1 mol/L
判断下列反应的方向:Pb2+ + Sn =