内容正文:
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氧化还原滴定法
Oxidation-Reduction Titrimetry
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2
可逆电对: 在氧化还原反应的任一瞬间能迅速建立氧化还原平衡,其电位符合Nernst公式计算出的理论电位。
如 Fe3+/Fe2+,I2/I-
不可逆电对: 不能在任一瞬时建立平衡,实际电位与理论电位相差较大。
如 MnO4-/Mn2+,Cr2O72-/Cr3+
氧化还原电对
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对称电对: 氧化态与还原态的系数相同
如 Fe3+ + e- = Fe2+
不对称电对: 氧化态与还原态的系数不同
如 Cr2O72- + 14H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O
氧化还原电对
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Nernst方程
—适用于可逆电对
标准电极电位(25C)
标志氧化(还原)剂的强弱:
越大,氧化型是越强的氧化剂
越小,还原型是越强的还原剂
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条件电极电位
—反映电对的实际氧化还原能力
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根据 和Hg2Cl2的KSP,计算 。若溶液中Cl-的平衡浓度为1.0mol/L,0.010mol/L时, Hg2Cl2/Hg电对的电极电位是多少?
查表:
当[Cl-]=1.0mol/L
当[Cl-]=0.01mol/L
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氧化还原反应的平衡
决定条件电位的因素
离子强度
副反应—沉淀反应和配位反应
溶液酸度
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离子强度
I 0.001 0.01 0.05 0.1
´ 0.361 0.372 0.386 0.394
实际计算中,忽略离子强度的影响。
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形成配合物(1)
介质1molL-1 HClO4 HCl H2SO4 H3PO4 HF
´ 0.75 0.70 0.68 0.44 0.32
与Fe3+的配位作用增强
氧化态形成的配合物更稳定,结果是电位降低
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形成配合物(2)
例:计算[NH3]=0.1000mol/L ,c(Zn2+)=1.00×10-4 mol/L的溶液中[Zn(NH3)4]2+/Zn电对的电位。
已知:
[NH3] = 0.1000mol/L
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形成配合物(3)
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沉淀的生成(1)
例:采用碘量法测Cu2+,基于如下反应:
已知:
从 看,反应不能进行,但实际上,可以利用上述反应测Cu2+,如何解释?
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沉淀的生成(2)
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溶液酸度(1)
例:
判断 pH=8.0时,反应进行的方向。(忽略离子强度的影响)
电极反应:
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溶液酸度(2)
9.2
11.5
7.0
2.2
8.0
H3AsO4
H2AsO4-
HAsO2
HAsO42-
AsO2-
AsO43-
pH
pKa
16
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
2
4
6
8
10
12
(2.2)
(7.0)
(11.5)
H2AsO4-
H3AsO4
(9.2)
HAsO42-
AsO43-
AsO2-
HAsO2
/V
pH
I3-
I-
0.3
pH 8-9,I3-可定量氧化AsIII
4 mol/L HCl介质中, AsV可定量氧化I-
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氧化还原反应的平衡
条件平衡常数—氧化反应进行程度
n2Ox1 + n1Red2 = n2Red1 + n1Ox2
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氧化还原反应的平衡
反应达到平衡时:1=2
n:n1、n2的最小公倍数;
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例:计算在0.5 mol·L-1 H2SO4中以下反应的K'
2Fe3+ + 3I- = 2Fe2+ + I3-
解:
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对于滴定,反应的完全度≥99.9%即可满足要求,则两电对的条件电位至少相差多少?
化学计量点时反应进行的程度
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化学计量点时反应进行的程度
n:n1、n2的最小公倍数
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例:计算在1 mol·L-1 HCl中以下反应的条件平衡常数,并判断反应能否定量进行
2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+
解:
$$