高锰酸钾的配制与标定

实验九 高锰酸钾溶液的配制和标定 预习提要： 1、锰酸钾溶液的配制为何要间接法配制？ 2、些因素加快KMnO 4的自身分解？ 3、定KMnO 4的基准物质有哪些？

4、述配制KMnO 4标准溶液的步骤。

5、玻璃砂蕊滤器规格及使用操作。

6、高锰酸钾标准溶液的标定反应及标定条件。

7、本实验应如何准确读取管中高锰酸钾溶液的液面读数

一、实验目的

1．掌握高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件；

2．掌握用Na 2C 2O 4作基准物标定高锰酸钾溶液浓度的原理、方法及滴定条件；

3．了解催化剂对滴定反应速度的影响。

二、实验原理

市售的KMnO 4试剂常含有MnO 2和其他杂质；蒸馏水中含有少量有机物质，它们能使KmnO 4还原为MnO(OH)2,而MnO(OH)2又能促进KMnO 4的自身分解：

42224MnO 2H O 4MnO 3O 4OH --+===+↑+

见光时分解得更快。因此，KMnO 4溶液的浓度容易改变。必须正确地配制和保存，如果长期使用，必须定期进行标定。

标定KMnO 4溶液的基准物质有As 2O 3、铁丝、H 2C 2O 4·2H 2O 和Na 2C 2O 4等，其中以Na 2C 2O 4最为常用。Na 2C 2O 4易纯制，不易吸湿，性质稳定。在酸性条件下，用Na 2C 2O 4标定KMnO 4的反应为：

22424222MnO 5C O 16H 2Mn 10CO 8H O -++++===+↑+

滴定时利用MnO 4本身的紫红色指示终点，称为指示剂。

三、试剂与仪器

KMnO 4(s)分析纯；Na 2C 2O 4（s ）基准试剂或分析纯；H 2SO 4溶液3mol ·L -1。

台秤、电光天平、锥形瓶、移液管、容量瓶、酸式滴定管 四、实验步骤

配制0.02mol ·L -KmnO 4溶液500mL 称取1.6gKMnO 4溶于500mL 水中，盖上表面皿，加热至沸并保持微沸状态1小时，冷却后于室温下放置2～3天后，用微孔漏斗或玻璃棉过滤，滤液贮于清洁带塞的 棕色瓶中。

KmNO 4溶液的标定 准确称取0.13～0.16g 基准物质Na 2C 2O 4置于250mL 锥形瓶中，加40mL 水10Ml3mol ·L -H 2SO 4,加热至70o C ～80o C(即开始冒蒸气时的温度)，趁热用KmnO 4溶液进行滴定。由于开始时滴定反应速度较慢，滴定的速度也要慢，一定要等前以滴KMnO 4的红色褪去再滴入下一滴。随着滴定的进行，溶液中产物即催化剂Mn 2+的浓度不断增大，反应速度加快，滴定的速度也可适当加快，此为自身催化作用。直至滴定的溶液呈微红色，半分种不褪色即为终点。注意终点时溶液的温度应保持在60o C

以上。平行标定3份，计算KMnO 4溶液的浓度和相对平均偏差。

五、注释

①在室温下，KMnO 4与Na 2C 2O 4之间的反应速度缓慢，故须将溶液加热。但温度不能太高，若超过90o C,易引起H 2C 2O 4的分解：

22422H C O CO CO H O ===↑+↑+

②KMnO4颜色较深，液面的弯月面下不易看出，读数时应以液面的上沿最高线为准。

③若滴定速度过快，部分KMnO 4将来不及与Na 2C 2O 4反应而在热的酸性溶液中按下式分解：

42224MnO 4H 4MnO 3O 2H O -++===+↑+

④KMnO 4滴定终点不太稳定，这是由于空气中含有还原性气体及尘

埃等杂质，能使KMnO4缓慢分解，而使微红消失，故经过半分钟不褪色即可认为已到达终点。

六、思考题：

1.配制KMnO4标准溶液时，为什么要将KMnO4溶液煮沸一定时间并放置数天？配好的KMnO4溶液为什么要过滤后才能保存？过滤时是否可以用滤纸？

答：因KMnO4试剂中常含有少量MnO2和其它杂质，蒸馏水中常含有微量还原性物质它们能慢慢地使KMnO4还原为MnO(OH)2沉淀。另外因MnO2或MnO(OH)2又能进一步促进KMnO4溶液分解。因此，配制KMnO4标准溶液时，要将KMnO4溶液煮沸一定时间并放置数天，让还原性物质完全反应后并用微孔玻璃漏斗过滤，滤取MnO2和MnO(OH)2沉淀后保存棕色瓶中。

2.配制好的KMnO4溶液为什么要盛放在棕色瓶中保护？如果没有棕色瓶怎么办？

答：因Mn2+和MnO2的存在能使KMnO4分解，见光分解更快。所以.配制好的KMnO4溶液要盛放在棕色瓶中保存。如果没有棕色瓶，应放在避光处保存。

3.在滴定时，KMnO4溶液为什么要放在酸式滴定管中？

答：因KMnO4溶液具有氧化性，能使碱式滴定管下端橡皮管氧化，所以滴定时，KMnO4溶液要放在酸式滴定管中。

4.用Na2C2O4标定KMnO4时候，为什么必须在H2SO4介质中进行？酸度过高或过低有何影响？可以用HNO3或HCl调节酸度吗？为什么要加热到70～80℃？溶液温度过高或过低有何影响？

答：因若用HCl调酸度时，Cl-具有还原性，能与KMnO4作用。若用HNO3调酸度时，HNO3具有氧化性。所以只能在H2SO4介质中进行。滴定必须在强酸性溶液中进行，若酸度过低KMnO4与被滴定物作用生成褐色的MnO(OH)2沉淀，反应不能按一定的计量关系进行。在室温下，KMnO4与Na2C2O4之间的反应速度慢，故须将溶液加热到70～80℃，但

温度不能超过90℃，否则Na2C2O4分解。

5.标定KMnO4溶液时，为什么第一滴KMnO4加入后溶液的红色褪去很慢，而以后红色褪去越来越快？

答：因与KMnO4Na2C2O4的反应速度较慢，第一滴KMnO4加入，由于溶液中没有Mn2+，反应速度慢，红色褪去很慢，随着滴定的进行，溶液中Mn2+的浓度不断增大，由于Mn2+的催化作用，反应速度越来越快，红色褪去也就越来越快。

6.盛放KMnO4溶液的烧杯或锥形瓶等容器放置较久后，其壁上常有棕色沉淀物，是什么？此棕色沉淀物用通常方法不容易洗净，应怎样洗涤才能除去此沉淀？

答：棕色沉淀物为MnO2和MnO(OH)2，此沉淀物可以用酸性草酸和盐酸羟胺洗涤液洗涤。