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1、氧化還原平衡與氧化還原滴定一、氧化還原平衡1、氧化還原電對(duì)的分類2、標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位3、氧化還原反應(yīng)速率二、氧化還原滴定1、氧化還原滴定指示劑的種類2、滴定中電位及各離子濃度的計(jì)算3、重要的氧化還原滴定方法及其應(yīng)用一、氧化還原平衡1、氧化還原電對(duì)的分類對(duì)稱電對(duì)與不對(duì)稱電對(duì)可逆電對(duì)與不可逆電對(duì);2、標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位以O(shè)x+ne=Red為例(1)標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位的概念①無(wú)H+參與的對(duì)稱電對(duì)能斯特方程T=25oC時(shí)一、氧化還原平衡——標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位標(biāo)準(zhǔn)電位(Eθ)是氧化態(tài)的活度與還原態(tài)的活度等于1mol/L時(shí)的電極電位如果Ox及Red有副反應(yīng)條件電位(
2、Eθ/)是氧化態(tài)與還原態(tài)的總濃度等于1mol/L時(shí)的電極電位(1)標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位的概念——無(wú)H+參與的對(duì)稱電對(duì)Ox+ne=Red一、氧化還原平衡——標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位(1)標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位的概念②有H+參與的電對(duì)如:Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O能斯特方程(T=25oC時(shí))一、氧化還原平衡(2)影響條件電位的因素離子強(qiáng)度酸效應(yīng)絡(luò)合效應(yīng)沉淀往往可以忽略不計(jì)氧化態(tài)發(fā)生酸效應(yīng)或形成的絡(luò)合物更穩(wěn)定或產(chǎn)生沉淀都將導(dǎo)致電位降低,還原性增加;反之,則電勢(shì)升高,氧化性增加——標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位一、氧化還原平衡(3)標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位的應(yīng)用①判別
3、氧化態(tài)與還原態(tài)的氧化與還原能力強(qiáng)弱②判別氧化-還原反應(yīng)的方向③求酸氧化-還原反應(yīng)的平衡常數(shù)/條件平衡常數(shù)E1??E2??O1+n1e=R1O2+n2e=R2如果E1??>E2??n2O1+n1R2=n2R1+n1O20.059n1lgcO1cR10.059n2lgcO2cR2E1=E1??+E2=E2??+p是n1和n2的最小公倍數(shù)——標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí):E1=E2一、氧化還原平衡(3)標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位的應(yīng)用——標(biāo)準(zhǔn)電位與條件電位④結(jié)合平衡常數(shù),判別化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的程度反應(yīng)完全的標(biāo)準(zhǔn)是反應(yīng)的完全度達(dá)99.9%lgK?=lg(99.9%
4、)n1(99.9%)n2(0.1%)n1(0.1%)n2≈lg[(103)n1?(103)n2]=3(n1+n2)?E??==lgK?p0.059p0.059?3(n1+n2)n2O1+n1R2=n2R1+n1O2n1=n2=1p=1,lgK?≥6,?E??≥0.35Vn1=1,n2=2p=2,lgK?≥9,?E??≥0.27Vn1=n2=2p=2,lgK?≥6,?E??≥0.18V一、氧化還原平衡3、氧化還原反應(yīng)的速率反應(yīng)物濃度:反應(yīng)物c增加,反應(yīng)速率增大溫度:溫度每增高10℃,反應(yīng)速率增大2~3倍催化劑(反應(yīng))誘導(dǎo)劑(反應(yīng))MnO4-+5Fe2++8H
5、+=Mn2++5Fe3++4H2O誘導(dǎo)反應(yīng)2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2+8H2O受誘反應(yīng)二、氧化還原滴定法1、氧化還原滴定指示劑(1)自身指示劑(2)特殊指示劑(顯色或吸附指示劑)(3)氧化還原指示劑(本身發(fā)生氧化還原反應(yīng))KMnO4:2×10-6mol·L-1呈粉紅色淀粉:與1×10-5mol/LI2生成深藍(lán)色化合物(碘量法專用)InO+ne=InR理論變色點(diǎn)為:E=E??理論變色范圍:E??±0.059/n=Eep二、氧化還原滴定法2、滴定過(guò)程中電位的求算以O(shè)1滴定等濃度的R2為例n2O1+n1R2=n2R1+n1O2sp時(shí)
6、:0.059n1lgcO1cR1E1=E1??+0.059n2lgcO2cR2E2=E2??+E1=E2=Esp二、氧化還原滴定法2、滴定過(guò)程中電位的求算——對(duì)對(duì)稱電對(duì)的滴定而言n2O1+n1R2=n2R1+n1O2滴定反應(yīng)為:sp前:以被測(cè)物電對(duì)計(jì)算體系電位0.059n2lgcO2cR2E=E2=E2??+sp后:以滴定劑電對(duì)計(jì)算體系電位0.059n1lgcO1cR1E=E1=E1??+滴定的突躍范圍:0.059n1—E1??-3?0.059n2E2??+3?二、氧化還原滴定法(1)高錳酸鉀法(2)重鉻酸鉀法(3)碘量法(4)其它方法溴酸鉀法、鈰量法及高
7、碘酸鉀法3、常用的氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法——常用的氧化還原滴定法(1)高錳酸鉀法①KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定標(biāo)定KMnO4的基準(zhǔn)物:Na2C2O4;As2O3;H2C2O4·2H2O;(NH4)2FeSO4·6H2O等用NaC2O4標(biāo)定KMnO4的滴定反應(yīng)用Na2C2O4標(biāo)定KMnO4的條件配制方法溫度、酸度、滴定速度和指示劑——典型反應(yīng)——間接法MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2OEθ=1.51V二、氧化還原滴定法——常用的氧化還原滴定法(1)高錳酸鉀法②KMnO4法的應(yīng)用直接滴定法:測(cè)定還原性物質(zhì)如:測(cè)定Fe2+5Fe2++MnO
8、4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O——典型反應(yīng)返滴定法: