高锰酸钾标准溶液的配制及标定

知识链接

（1）高锰酸钾也名“灰锰氧”“PP 粉”，是一种常见的强氧化剂，常温下为紫黑色片状晶体。高锰酸钾在工业上用作消毒剂、漂白剂等，在实验室，高锰酸钾因其强氧化性和溶液颜色鲜艳而被用于物质的鉴定，酸性高锰酸钾是氧化还原滴定的重要试剂。高锰酸钾遇有机物即放出新生态氧，有杀灭细菌作用。

（2）纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可以任意比例与水混溶，是一种强氧化剂。其一般以30%或60%的水溶液形式存放，俗称双氧水，为无色透明液体。双氧水的用途分医用、军用和工业用三种，日常消毒的是医用双氧水，医用双氧水可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌，致病酵母菌，一般用于物体表面消毒。

安全提示

（1）高锰酸钾具有一定刺激性和腐蚀性，浓溶液或结晶对皮肤有腐蚀性，若皮肤接触，应立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗皮肤20～30 min，如有不适感，就医；若眼睛接触，立即提起眼睑，用大量流动清水或者生理盐水冲洗10～15 min，如不适，及时就医。

（2）高锰酸钾为强氧化剂，遇浓硫酸、铵盐能发生爆炸。应储存于阴凉、干燥、通风良好的专用库房，远离火种热源，库温不超过30 °C。包装密封，应与还原剂、活性金属粉末等分开存放，切忌混储。

（3）浓硫酸具有腐蚀性，操作酸时要戴防护手套和化学安全防护眼镜。如果酸液滴在皮肤上，需立即用大量水冲洗，并用5%的碳酸氢钠冲洗，严重时需要就医。若滴在眼睛里，必须立即提起眼睑，用大量水冲洗，并不时转动眼球，就医。应储存于阴凉、干燥、通风良好的实验室，与易燃物、还原性物质、碱类、金属粉末等分开存放。稀释时常将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌，使稀释产生的热量及时散出。切记“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅”。

（4）浓度高的双氧水氧化性很强。30%的双氧水沾到皮肤，很快就又痛又痒；沾在布料上，布料很快变白，失去弹性和韧性，轻轻一扯就破。避免放在光线直射处，且不能放在温度太高的地方 。

任务一　高锰酸钾标准溶液的配制和标定

一、实训目的

（1）了解高锰酸钾标准溶液的配制方法和保存条件。

（2）掌握用Na2C2O4 做基准物标定高锰酸钾标准溶液的方法。

二、实训原理

市售的KMnO4 试剂常含有少量MnO2 和其他杂质，如硫酸盐、氯化物及硝酸盐等；另外，蒸馏水中常含有少量的有机物质，能使KMnO4 还原，且还原产物能促进KMnO4自身分解，分解方程式如下：

见光分解更快。因此，KMnO4 的浓度容易改变，不能用直接法配制准确浓度的高锰酸钾标准溶液。如果长期使用必须定期进行标定。

标定KMnO4 的基准物质较多，有As2O3、H2C2O4·2H2O、Na2C2O4 和纯铁丝等。其中以Na2C2O4 最常用，Na2C2O4 不含结晶水，不宜吸湿，宜纯制，性质稳定。用Na2C2O4标定KMnO4 的反应为：

三、实训用品及准备

1.实训仪器

表4-1　高锰酸钾标准溶液的配制和标定实训仪器

续表

2.实训试剂

表4-2　高锰酸钾标准溶液的配制和标定实训试剂

四、实训参数

（1）温度：70～85 °C

（2）酸度：一般滴定开始时的酸度应控制在0.5～1 mol/L。

（3）滴定速度：开始滴定时的速度不宜太快。

（4）催化剂：可于滴定前加入几滴MnSO4 作为催化剂。

（5）指示剂：KMnO4 自身可作为滴定时的指示剂。

（6）滴定终点：滴定时溶液中出现粉红色如在0.5～1 min 内不褪色即达到滴定终点。

五、实训内容

1.高锰酸钾标准溶液的配制

在台秤上称量3.16 g 固体KMnO4，置于大烧杯中，加水至1000 mL（由于要煮沸使水蒸发，可适当多加些水），煮沸约 1 h，静置冷却后用微孔玻璃漏斗或玻璃棉漏斗过滤，滤液装入棕色细口瓶中，贴上标签，一周后标定，保存备用。

2.高锰酸钾标准溶液的标定

准确称取0.13～0.15 g 基准物质Na2C2O4 三份，分别置于250 mL 的锥形瓶中，加约30 mL 水和3 mol/L H2SO4 15 mL，盖上表面皿，在石棉铁丝网上慢慢加热到70～80 °C（刚开始冒蒸气的温度），趁热用高锰酸钾溶液滴定。开始滴定时反应速度慢，待溶液中产生了Mn2+后，滴定速度可适当加快，直到溶液呈现微红色并持续半分钟不褪色即为终点。根据Na2C2O4 的质量和消耗KMnO4 溶液的体积计算KMnO4 浓度。用同样方法滴定其他2份Na2C2O4 溶液，相对平均偏差应在0.2%以内。

六、数据记录与处理

表4-3　高锰酸钾标准溶液的配制和标定数据记录

参考公式：

七、注意事项

（1）蒸馏水中常含有少量的还原性物质，使KMnO4 还原为MnO2·nH2O。市售高锰酸钾内含的细粉状的MnO2·nH2O 能加速KMnO4 的分解，故通常将KMnO4 溶液煮沸一段时间，冷却后，还需放置2～3 d，使之充分作用，然后将沉淀物过滤除去。

（3）草酸钠溶液的酸度在开始滴定时约为1 mol/L，滴定终了时，约为0.5 mol/L，这样能促使反应正常进行，并且防止MnO2 的形成。滴定过程如果发生棕色浑浊（MnO2），应立即加入H2SO4 补救，使棕色浑浊消失。(www.xing528.com)

（4）开始滴定时，反应很慢，在第一滴KMnO4 还没有完全褪色以前，不可加入第二滴。当反应生成能使反应加速进行的Mn2+后，可以适当加快滴定速度；但过快易使局部KMnO4 过浓而分解，放出O2 或引起杂质的氧化，都可造成误差。

如果滴定速度过快，部分KMnO4 来不及与Na2C2O4 反应，而会按下式分解：

（5）KMnO4 标准溶液滴定时的终点较不稳定，当溶液出现微红色，在30 s 内不褪时，滴定就可认为已经完成。如对终点有疑问，可先将滴定管读数记下，再加入1 滴KMnO4标准溶液，出现紫红色即证实终点已到，滴定时不要超过计量点。

（6）KMnO4 标准溶液应放在酸式滴定管中，由于KMnO4 溶液颜色很深，液面凹下弧线不易看出，因此，应该从液面最高缘读数。

八、实训评估

表4-4　高锰酸钾标准溶液的配制和标定实训评估

九、拓展练习

（1）在控制溶液酸度时，为什么不能采用HCl 或HNO3？

（2）用Na2C2O4 标定KMnO4 溶液浓度时，应严格控制溶液的酸度与温度，酸度过高或过低有无影响？溶液的温度过高或过低有无影响？

（3）标定KMnO4 溶液浓度时，第一滴KMnO4 加入后红色褪去很慢，以后褪色较快，为什么？

任务二　高锰酸钾法测定双氧水

一、实训目的

（1）熟悉高锰酸钾标准溶液的配制方法与标定原理。

（2）掌握高锰酸钾法测定双氧水的原理和操作技术。

二、实训原理

H2O2 具有杀菌、消毒、漂白等作用。H2O2 既可作为氧化剂，又可作为还原剂。在酸性介质中遇KMnO4 时H2O2 作为还原剂，可发生下列反应：

利用此反应可测定H2O2 的含量。滴定时加入KMnO4 的速度不能太快，否则易产生MnO2 沉淀，MnO2 又可促进H2O2 的分解，增加测定误差。滴入第一滴KMnO4 溶液时不易褪色，待Mn2+生成后，由于Mn2+的催化作用，加快了反应速度，测定速度也随之加快，一直滴定到呈现稳定的微红色，即为终点。

三、实训用品及准备

1.实训仪器

表4-5　高锰酸钾法测定双氧水实训仪器

2.实训试剂

表4-6　高锰酸钾法测定双氧水实训试剂

四、实训内容

（1）用吸量管吸取1.00 mL H2O2 商品液于250 mL 容量瓶中，加水定容，混匀。

（2） 用移液管从中吸取25.00 mL H2O2 稀释液于250 mL 锥形瓶中，加30 mL 水，20 mL 3 mol/L H2SO4。

（3）用KMnO4 溶液滴定至微红色且在30 s 内不褪色即为滴定终点，记下KMnO4 消耗的体积，计算商品液中H2O2 的含量。平行测定3 份。

五、数据记录与处理

表4-7　高锰酸钾法测定双氧水数据记录

参考公式：

六、注意事项

（1）KMnO4 与H2O2 反应在滴定开始是反应较慢，随着Mn2+的生成而加速，可先加入少量Mn2+作为催化剂。

（2）H2O2 具有强氧化性，对环境无污染，使用时要避免皮肤接触。

（3）注意双氧水的稀释倍数。

七、实训评估

表4-8　高锰酸钾法测定双氧水实训评估

八、拓展练习

（1）用KMnO4 滴定双氧水时，溶液是否可以加热？

（2）为什么本实验要把市售双氧水稀释后才进行滴定？

（3）如果是测定工业用品H2O2，一般不用KMnO4 法，请设计一个更合理的实验方案。