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知识点二:实验内容及数据处理



上一部分我们学习了实验目的、实验原理及基本操作,那么这部分内容我们对由过氧化氢含量的测定进行实际操作,

教师解析

1. 0.02 mol·L-1 KMnO4溶液的配制和标定

(1)配制:用最简量取20 mL 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液倒入试剂瓶中,用蒸馏水稀释至200 mL,盖上玻璃塞,摇匀。

(2)标定:准确称取0.13-0.17 g (准确至0.0001 g) Na2C2O4三份,分别置于250 mL锥形瓶中,加入40-50 mL蒸馏水溶解,再加入10 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液,加热至75-85℃,趁热用待标定的KMnO4溶液滴至溶液出现微红色,30 s内不褪即为终点,记录所消耗KMnO4标准溶液的体积,计算KMnO4标准溶液的浓度(保留四位有效数字)。

2. 医用消毒液中H2O2含量的测定

用吸量管准确移取10.00 mL医用消毒液于250 mL容量瓶中,加蒸馏水稀释至刻度,摇匀。用移液管准确移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中,加5 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液,用KMnO4标准溶液滴至溶液出现微红色,30 s内不褪即为终点,记录所消耗KMnO4标准溶液的体积。平行滴定2-3次。计算医用消毒液中H2O2的含量(g·L-1)

注意事项:

1. 高锰酸钾标准溶液的配制:

(1)KMnO4溶液中含有少量MnO2和其它杂质;蒸馏水中含有一些还原性物质,与KMnO4反应生成MnO(OH)2 沉淀,生成的MnO(OH)2与MnO2又进一步促进KMnO4的分解,因此,不能用直接法配制其准确浓度的溶液。

(2)配制时:称取稍多于理论量的KMnO4固体,溶解在规定体积的蒸馏水中,并加热煮沸约0.5-1 h,放置7~10d后,用微孔玻璃砂芯漏斗过滤,除去析出的沉淀。将过滤的KMnO4溶液贮藏于棕色瓶中,放置暗处,以待标定。

2. 高锰酸钾标准溶液的标定:

标定KMnO4的基准物质很多,有H2C2O4·2H2O、Na2C2O4、As2O3、纯铁丝、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O等。其中最常用的是Na2C2O4,因为它易提纯稳定,不含结晶水,在105~110 ℃烘干2 h,放入干燥器中冷却后,即可使用。在H2SO4介质中,MnO4-与C2O4 2-的反应:2MnO4-+5C2O4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,为了使上述反应能快速定量地进行,应注意以下条件:

(1)温度在室温下,上述反应的速度缓慢,因此常需将溶液加热至75~85℃时进行滴定。滴定完毕时溶液的温度也不应低60 ℃。而且滴定时溶液的温度也不宜太高,超过90℃,部分H2C2O4会发生分解:

H2C2O4→CO2↑+CO↑+H2O

(2)酸度溶液应保持足够的酸度。酸度过低,KMnO4易分解为MnO2;酸度过高,会促使H2C2O4的分解。

(3)滴定速度由于上述反应是一个自动催化反应,随着Mn2+的产生,反应速率逐渐加快。特别是滴定开始时,加入第一滴KMnO4时,溶液褪色很慢(溶液中仅存在极少量的Mn2+),所以开始滴定时,应逐滴缓慢加入,在KMnO4红色没有褪去之前,不急于加入第二滴。待几滴KMnO4溶液加入,反应迅速之后,滴定速度就可以稍快些。如果开始滴定就快,加入的KMnO4溶液来不及与C2O42-反应,就会在热的酸性溶液中发生分解,导致标定结果偏低。若滴定前加入少量的MnSO4作催化剂,则滴定一开始,反应就能迅速进行,在接近终点时,滴定速度要缓慢逐滴加入。

(4)滴定终点用KMnO4溶液滴定至终点后,溶液中出现的粉红色不能持久。

因为空气中的还原性物质和灰尘等能与缓慢作用,使其还原,故溶液的粉红色逐渐褪去。所以,滴定至溶液出现粉红色且半分钟内不褪色,即可认为达到了滴定终点。

(5)指示剂因为MnO4-本身具有颜色,在滴定无色或浅色溶液时,可利用MnO4-自身的颜色(可被察觉的最低浓度为2 x 106 mol/L)指示终点,为自身指示剂。

3. H2O2含量的测定:

H2O2是一种常用的消毒剂,在医药上使用较为广泛。在酸性介质中,H2O2在室温下很容易被KMnO4氧化,发生定量的氧化-还原化学反应。故可用高锰酸钾法测定过氧化氢的含量,其反应方程式为:5H2O2+2 MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,此反应可在室温下进行。开始时反应速度较慢,随着Mn2+的产生反应速度会逐渐加快。因开始时反应速度很慢,可加入2~3滴MnSO4溶液作为催化剂,以加快反应速率。注意:H2O2不稳定,反应不能加热,滴定时的速度仍不能太快。

通过实际操作同学们已经学会了如何测定过氧化氢含量,接下来让我们学习一下如何处理数据及对分析结果进行正确评价。