内容正文:
第6章 氧化还原滴定法
第一节 概述
一、氧化还原滴定法的特点
氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础 的滴定分析方法.
氧化还原滴定法的特点:
1. 应用范围非常广泛,可以直接或间接的测定多种具有氧化性或还原性的物
质。
2. 可用的滴定剂多。
3. 氧化还原反应基于电子转移,机理复杂,反应往往是分步进行的,还常伴
有各种副反应发生。
例:
KMnO4氧化Cl-速度很慢,但当溶液中有Fe2+存在时,KMnO4与Fe2+的反应
可加快KMnO4与Cl- 的反应,这种由于一个反应的发生,促使另一个反应速 度极慢或不能进行的反应进行的现象,称为诱导作用。后一个叫诱导反应。
如:
MnO4 − + 5Fe2+ + 8H + = Mn 2+ + 5Fe3+ + 4H2 O
2MnO4 − + 10Cl − + 16H + = 2Mn2+ + 5Cl2 个 +8H2 O
其中: MnO4-是作用体。Fe2+:诱导体。Cl- :接受体、受诱体。
第一节 概述
二、条件电极电位(redox conjugate pair)
氧化剂的强弱判定:标准电极电位。电对的标准电位越高,其氧化型的氧 化能力就愈强。
作为氧化剂,它可氧化电位比它低的还原剂,同时,作为一种还原剂它可 还原能力比它高的氧化剂。
根据电对的标准电位,可以判断氧化还原反应进行的方向、次序和反应进 行的程度。
氧化还原电对:
Oxidant—electron acceptor Reductant—electron doner
例如:
对于Ox/Red电对的半反应:
Ox + ne− Red
R气体常数 8.314J . K −1 . mol −1 ; T 绝对温度; F 法拉第常数96483C/mol;
n为半反应中的电子转移数。
其电极电位能斯特方程 Ox / Red = 0 Ox / Red + n x
d
a Re
a O
F
T
n
R
氧化还原滴定通常在室温进行, 不考虑温度影响
上式说明: 电对的电极电位与存在于溶液中氧化态和还原态的活度α有关。
Ox / Red = 0 Ox / Red +
0.059 g aOx
在25℃时:
a Red
n
活度 :离子在化学反应中表现出来的有效浓度。
如果c代表离子I的浓度(concentration),a 代表活度(activity),则
a = Y ·c
Y:离子的活度系数(activity coefficient),用来表示实际溶液和理想
溶液之间的偏差大小。对于强电解质溶液,当溶液极稀时, 离子之 间的距离是如此之大,以致离子之间的相互作用可以忽略不计,这 是活度系数为1。
. 当αOx=αRed=1时, φOx/Red=φθOx/Red ,这时的电极电位等于标准电极电位。
标准电极电位φ0是在特定条件下测得的,即:
. 温度25℃,氧化还原半反应中各组分都处于标准态。即,离子或分子的 活度都是1 mol/L(或其比率为1),若有气体参加,则其压力为101.325 KPa (1.01×105 Pa)。
Ox / Red = 0 Ox / Red + g
如果反应条件改变时,电位也发生变化。如:
(1) 不知道活度 a(或活度系数y )
(2) 离子在溶液中可能发生络合、沉淀等副反应。
考虑到这两个因素,需要引入条件电极电位。
当c Ox= cRed= 1 mol/L 时:
条件电极电位:在特定条件下,氧化态和还原态的总浓度比为1时,校正
了各种外界因素酸度、络合等,影响后的实际电极电位。
P346:附录四
Ox/Red = Ox/Red + nF
0.059 lg aOx
O' O RT
= x/Red +
O
O
aOx
a Red
n a Red
ln
= 0 + 0.059 g = 0 + 0.059 g
r:活度系数
但是实际上HCl溶液中Fe3+、Fe2+易与溶剂络合:
rFe2
rFe3
.
.
]
]
Fe2
Fe3
[
[
2
3
e
e
F
F
a
a
例:
计算HCl溶液中Fe (III) / Fe (II)的电极电位。
由能斯特方程得:
选讲
Fe3+ Fe2+
Cl- OH- Cl- OH-