Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Определение пероксида водорода



2015-11-12 2583 Обсуждений (0)
Определение пероксида водорода 4.75 из 5.00 4 оценки




Качество препарата пероксида водорода определяется массовой долей Н2О2. Со временем пероксид водорода частично разлагается с выделением кислорода:

Н2О2 → Н2О + ½ О2

Этот процесс особенно заметен, если хранить пероксид водорода на свету, а не в защищенном от света месте. Для проверки качества реактива определяют ω (Н2О2) в препарате.

Пероксид водорода Н2О2 обладает одновременно свойствами окислителя и восстановителя, т.к. степень окисления атома кислорода в Н2О2 является промежуточной между степенью его окисления в Н2О и О2.

Когда Н2О2 является окислителем, то его восстановление характеризуется полуреакцией:

Н2О2 + 2е + 2Н+ = 2Н2О

Действуя в качестве восстановителя, Н2О2 окисляется с выделением кислорода:

Н2О2 – 2е → О2 + 2Н+

Перманганатометрическое определение пероксида водорода состоит в окислении его до свободного кислорода:

2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O

или:

2КМnО4 + 5Н2О2 + 3Н2SO4 = 2МnSO4 + 5O2 + 8Н2О

В точке эквивалентности:

ν (1/5 KMnO4) = ν (1/2 H2O2)

 

Переход электронов от Red к Ох происходит, если существует разность электрических (электродных) потенциалов, которая называется электродвижущей силой (ЭДС). Переход электронов осуществляется от электрода с меньшим потенциалом к электроду с большим потенциалом, тогда ЭДС является положительной величиной:

ЭДС = φ(Ox) - φ (Red) [B],

Каждой полуреакции можно составить свой электродный потенциал, который рассчитывают по уравнению Нернста-Петерса. При этом полуреакцию представляют в виде полуреакции восстановления (в таком виде они представлены в справочнике):

Ox + ne → Red

 

где

 

[Ox], [Red] – условная запись произведения концентраций окислителя и восстановителя, возведенные в степени стехиометрических коэффициентов. При этом для твердых веществ […] = 1, а для газов […] = p (парциальному давлению).

φ0 – стандартный потенциал, который приводится в справочнике, отсчитанный от потенциала стандартного водородного электрода, условно принятый равным нулю.

При определении направления ОВ-реакции в стандартных условиях необходимо, чтобы Е > 0. При этом Ох в реакции с большим потенциалом будет самопроизвольно реагировать с Red полуреакции с меньшим потенциалом:

Е = φ10 - φ20 > 0 – условие возможности ОВ-реакции

Сила Ох растет по мере роста электродного потенциала, а сила Red – по мере уменьшения потенциала.

Пример 4. Реакция перманганата калия с перекисью водорода в кислой среде (лабораторная работа):

Практическая работа

 

1) Выполнить лабораторную работу «Методы окисления и восстановления в объемном анализе - перманганатометрия. Изучение факторов, влияющих на направление и глубину протекания ОВ-реакций»

2) Цель работы: Определить содержание перекиси водорода в исследуемом объекте. Изучить свойства веществ, встречающихся в медицинской практике, и влияние условий на протекание ОВР.

 

3) Методика проведения работы.

Часть 1.

1. Получить задачу у преподавателя, разбавить водой до метки, тщательно перемешать. Записать в тетрадь объем мерной колбы (V м.к.). Считать плотность раствора ρ=1 г/мл.

2. Предварительно вымытую и промытую стандартным раствором бюретку заполнить раствором титранта КMnО4, устранить из носика пузырьки воздуха, довести до нулевой метки. Записать в тетрадь нормальную концентрацию раствора титранта.

3. Предварительно вымытой и промытой исследуемым раствором пипеткой отобрать аликвоту анализируемого раствора Н2О2, перенести раствор в тщательно промытую водой коническую колбу для титрования, добавить к раствору 10-15 мл H2SO4 (1:4) и содержимое колбы оттитровать рабочим раствором KMnO4 до появления розового неисчезающего окрашивания от одной избыточной капли раствора KMnO4. Титрование повторяют три раза.

Примечание:

Первые капли раствора KMnO4 обесцвечиваются очень медленно, а затем по мере увеличения количества Mn2+ (катализатор) реакция идет значительно быстрее.

Полученные результаты заносят в таблицу.

 

Часть 2.

Окислительные свойства перманганата калия (КMnO4)

В три отдельные пробирки добавьте 3-5 капли раствора KMnO4, затем в первую – 3-6 капель раствора серной кислоты, во вторую такой же объем воды, в третью – концентрированный раствор щелочи (NaOH). Затем в каждую из пробирок добавьте по 3 капли раствора сульфита натрия (Na2SO3).

KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + Na2SO4 + KOH

KMnO4 + Na2SO3 + NaOH → K2MnO4 + Na2MnO4 + Na2SO4 + H2O

Окислительные свойства бихромата калия (K2Cr2O7)

В пробирку поместить 1-2 капли раствора бихромата калия, прилить 5-6 капель раствора H2SO4 и добавить 8-10 капель раствора нитрита калия (KNO2).

K2Cr2O7 + KNO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + KNO3 + K2SO4 + H2O

Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода (Н2О2)

1. В пробирку поместите 2 мл раствора пероксида водорода (Н2О2), добавьте 3 капли раствора серной кислоты, а затем 2-3 капли раствора иодида калия (KI). По окончании реакции содержимое разбавьте водой и прилейте несколько капель раствора крахмала. О чем говорит появление данной окраски раствора? Н2О2 + KI + H2SO4 → I2 + K2SO4 + H2O

2. В пробирку налейте 2-3 мл раствора H2O2, добавьте 5-6 капель раствора серной кислоты, а затем прилейте 5-6 капель раствора перманганата калия. Как определить опытным путем, какой газ выделяется? KMnO4 + H2O2 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + H2O + O2

Окислительно-восстановительные свойства нитрит-иона (NО2-)

В одну пробирку налейте 1 мл раствора KMnO4, 1 мл 2н раствора серной кислоты и по каплям раствор KNO2 до изменения окраски раствора.

В другую пробирку внесите 2-3 капли 0,5н раствора KI, 1 мл 2н раствора серной кислоты и 5 капель крахмала. Прибавьте несколько капель раствора KNO2 до изменения окраски.

 

4) Результаты Ч.1. работы представить в виде заполненной таблицы:

Перманганатометрическое определение пероксида водорода (в растворе).

(Vм.к. = 200 мл; Vал. = 10,0 мл; C(1/5 KMnO4) = 0,1 н; H2SO4 (1:4) – 10-15 мл)

Vал., мл Vбюр., мл Разбавленный раствор Н2О2 (H2O2), % в задаче
С(½ Н2О2) моль/л С(Н2О2) моль/л Сm2О2), г/л Т(Н2О2) г/мл
10,0 10,0 10,0 Среднее … … … …          

Результаты Ч.2. работы представить в виде написания полуреакций в электронно-ионном виде. Расставить коэффициенты в уравнении реакции, указать эквивалент окислителя, эквивалент восстановителя. Записать закон эквивалентов. Подтвердить возможность протекания реакции в протекания реакции в указанном направлении.

5) В выводе отразить итог проделанной работы: - указать ошибку в определении массовой доли перекиси водорода в задаче, указать условия самопроизвольного протекания ОВР. Ответить на вопросы: - почему KMnO4 и K2Cr2O7 обладают окислительными свойствами и в какой среде их окислительные свойства наибольшие; - почему H2O2 и NO2- способны проявлять ОВ-двойственность; - для каких целей в медицине применяют перманганат калия.

 

4. Задачи для самостоятельного разбора на занятии:

1. Определите степени окисления элементов в соединениях: H2SO4, K2SO3, Н2, KMnO4, Н2О2, NH3, K2MnO4, K2CrO7, H2S, PbO2. Найдите среди них типичные окислители, восстановители, соединения с ОВ-двойственностью.

2. Выделите в реакции Zn + S → ZnS сопряженные ОВ-пары, найдите для них значения стандартных ОВ-потенциалов, рассчитайте величину ЭДС реакции образования сульфида цинка, и определите направление ее самопроизвольного протекания.

3. Укажите окислитель, восстановитель, запишите процессы окисления, восстановления и расставьте коэффициенты в схемах реакций:

H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Н2О

Н3РО4 + HJ → Н3РО3 + J2 + Н2О

КМО2 + SnCI2 + Н2О HCI + Sn + HNO3

K2S + HNO3 → K24 + NO + Н2О

4. Расставьте коэффициенты в схемах реакций и установите направление самопроизвольного протекания процессов:

КМnО4 + КВг + Н2О → МnО2 + Вг2 + КОН

K2Cr2O7 + K23 + H2S04 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + Н2О

 

5. Уравнять окислительно-восстановительные реакции методом электронно-ионного баланса, рассчитать ЭДС реакций:

а) Au + HNO3(конц) + HCl(конц) ® H[AuCl4] + NO2 + …

б) KMnO4 + HCl(конц) ® Cl2­ + MnCl2 + …

в) Ca3P2(тв) + H2SO4(конц) ® CaSO4 + SO2­ + H3PO4 + …

г) Re2S7(тв) + HNO3(конц) ® HReO4 + NO2­ + H2SO4 + …

д) Si + HNO3 + HF ® H2[SiF6] + NO­ +…

е) Cu2S(т) + HNO3 ® Cu2+ + SO42- + NO­ +…

ж) R–CНО + [Ag(NH3)2]OH ® R–CООН + Ag¯ + NH3 + …

з) C6H5–CH3 + KMnO4 ® C6H5–CООН + MnO2¯ + …

и) C6H5–CH2–CH3 + KMnO4 ® C6H5–CООН + K2CO3 + MnO2¯ + …

к) C2H4 + KMnO4 ® C2H4(OH)2 + MnO2¯ + KOH + …

л) C6H5–CH2–CH3 + K2Cr2O7 + H2SO4 ® C6H5–CООН + CO2­ + Cr2(SO4)3 + …

м) C12H22O11 + KMnO4 + H2SO4 ® CO2­ + MnSO4 + …

Рекомендуемая литература:

Основная:

1. В.А. Попков, С.А. Пузаков. Общая химия: Учебник. - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 2010.

2. С.А. Пузаков, В.А. Попков. Сборник задач и упражнений по общей химии. - М.: Высшая школа. – 2004.

 

Дополнительная:

1. В.И. Слесарев. Основы химии живого.- Санкт-Петербург: Химиздат.- 2001.

2. А.В. Суворов, А.Б. Никольский. Вопросы и задачи по общей химии. – Санкт-Петербург: Химиздат. – 2002.

 

Методические указания подготовлены: доцентами Н.И. Никитиной и Е.И. Казаковой

Методические указания утверждены на заседании кафедры №_____ от «___» ________20___ г.

 

Зав. кафедрой: _____________________________/Е.И. Казакова



2015-11-12 2583 Обсуждений (0)
Определение пероксида водорода 4.75 из 5.00 4 оценки









Обсуждение в статье: Определение пероксида водорода

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2583)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.011 сек.)