但在分析实验中很少用后一种反应,因为反应后生成的MnO2为棕色沉淀,影响终点的观察。在酸性溶液中的反应常用H2SO,酸化而不用HNO3,因为HNO3是氧化性酸,可能与被测物反应,也不用HCI,因为HC1中的C1-有还原性也能与KMnO反应。
利用KMnO.作氧化剂可用直接法测定还原性物质,也可用间接法测定氧化性物质,此时先将一定量的还原剂标准溶液加入到被测定的氧化性物质中,待反应完毕后,再用KMnO,标准溶液返滴剩余量的还原剂标准溶液。用KMnO4法进行测定是以KMnO.自身为指剂。
2.标准溶液的配制
市售KMnO₄纯度仅在90%左右,其中含有少量的MnO₂及其它杂质,同时蒸馏水中也常含有还原性物质如尘埃,有机物等,这些物质都能促使KMnO₄还原。因此KMnO₄标准溶液不能用直接法配制,必须先配制成近似浓度,然后再用基准物质标定。为此采取下列步骤配制:
①称取稍多于计算用量的KMnO₄溶解于一定体积的蒸馏水中,将溶液加热煮沸,保持微沸一小时,并放置2~3天,使还原性物质完全被氧化。
②用微孔玻璃漏斗过滤, 除去MnO₂沉淀,滤液移入棕色瓶中保存,避免KMnO₄见光分解。
一般配制的KMnO,₄溶液,经小心配制和存放在暗处,在半年内浓度改变不大。但0.01N KMnO₄溶液不宜 长期储存。
3.标准溶液的标定
标定KMnO₄标准溶液的基准物很多,如Na₂C₂O₄、H₂C₂O₄·2H₂O, (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O (分析纯) 和纯铁丝等。 其中常用的是Na₂C₂O₄因为它易于提纯、稳定, 没有结晶水,在105~110°C烘2小时即可使用。
标定反应如下:
2MnO₄ + 5C₂O₄²⁻+ 16H⁺ = 2Mn²⁺+ 10CO₂ + 8H₂O此反应速度较慢,为加速反应应注意以下几点:
(1) 温度 将溶液加热到75~85°C, 在此条件下进行 滴定。但如果温度超过90°C,则C₂O₄²⁻ 会部分分解,使结果偏高。
温度低于60°C时,反应速度太慢。
(2)酸度 酸度应保持在1N左右, 酸度过低,则MnO₂会部分还原为MnO₂,出现棕色沉淀,过高会使C₂O₄²⁻分解。
(3)滴定速度 开始时第一滴KMnO₄溶液褪色很慢, 因为此时溶液中还没有生成能使反应加速进行的Mn²⁺ (Mn²⁺在此反应中为催化剂)。在第一滴KMnO₄没有褪色以前,不要加入第二滴,等到几滴KMnO₄起了作用,产生了Mn²⁺,滴定速度可加快。但不能使KMnO₄溶液像流水般的滴下去,这样易使KMnO₄在热溶液中分解。
4MnO₄⁻+ 12H⁺=4Mn²⁺+ + 5O₂↑+ 6H₂O
近终点时要慢加并不断搅拌,至溶液呈淡粉色在半分钟内不消失为止,此时即达终点。
(4)计算公式:
4.过氧化氢含量的测定
(1)测定意义和原理H₂O₂在工业上称为双氧水,市售H₂O₂含量一般为30%,呈酸性,高温时发生猛烈燥炸,分解,低温下自行平稳分解。
2H₂O₂= 2H₂O+O₂↑+46.94 (千卡)
在实验室中常将H₂O₂装在塑料瓶内,置于阴暗处。H₂O₂是强氧化剂,但在某些情况下又是还原剂。因此H₂O₂含量的测定用KMnO₄法,是在酸性溶液中,直接用KMnO₄标准溶液滴定,反应式如下:
2MnO₄⁻ + 5H₂O₂ +6H⁺ = 2MnO₄⁻ + 8H₂O+ 5O₂↑
以KMnO,自身为指示剂。在反应中: