碘量法和铈量法测定过氧化氢的研究

第 l8卷第3期 2005年9月 湖南理工学院学报 (自然科学版) Journal of Hunan Institute of Science and Technology(Natural Sciences) Vo1．18 No．3 Sep．2005 碘量法和铈量法测定过氧化氢的研究 古映莹，李 丹 (中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410083) 摘 要：分别阐述了碘量法和铈量法测定过氧化氢的原理，研究了这两种方法测定时的影响因素，并对其结果 进行了比较。研究结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明：碘量法和铈量法的相对误差和RSD都很小，适合测定过氧化氢。相对于碘量法，铈量 法的标准溶液稳定，影响因素少，使其测定结果更精确。 关键词：碘量法 铈量法 过氧化氢 中图分类号：061 1．62 文献标识码：A 文章编号：1672—5298(2005)02—0055—04 — 0 n·- - ' ·‘ 1 0^ · ' · ● ·‘ Research oI the iodom etric and Cer0US suffate determ inati0n of concentration hydrogen peroxide solution GU Ying-ying，LI Dan (Chemical and chemistry Institute，Center South University，Changsha 4 1 0083，China) Abstract： 111e principle of iodometric and cerous sulfate determination of concentration hydrogen peroxide solution were described in the article． The optimum conditions an d the comparison of their results for the two methods’ determ ination were investigated in detail．Th e results showed that variable toe伍 cient an d relative error of the tw o method s were very smal1． Th ey could be used to determ ine hydrogen peroxide． Because the cerous sulfate titration has the advantage of stabilization of standard SOlution and without any side reactions，the results obtained by cerous sulfate titration were precise than them obtained by iodomeetric titration． Key words：iodometry：cerous sulfate：hydrogen peroxide 过氧化氢是一种常用的化学试剂，可作为消毒剂、杀菌剂、脱氧剂、漂白剂和聚合反应的引发剂等 目前分析H202的方法可分为仪器分析方法和化学分析方法。仪器分析方法有高效液相色谱法 [21、紫 外分光光度法 [31、流动注射一分光光度法 网等仪器分析方法。仪器分析方法属于痕量分析技术，只能分 析低浓度的样品。高浓度的样品一般采用化学滴定分析法，化学滴定分析法主要有高锰酸钾法、碘量法 和硫酸铈法，这些方法具有仪器设备简单，操作方便，准确度高等特点。为了提高过氧化氢储存的稳 定性，工业品中常加入少量的有机物，如乙酰苯胺、尿素和尿酸等 [51。除尿素外，这些有机物都能与 高锰酸钾发生化学反应，且高锰酸钾溶液进行滴定的氧化还原反应较复杂，受其他因素 (如酸度等) 的影响，时常有副反应发生 [61，因而影响高锰酸钾法测定结果的准确性。本文分别对碘量法和铈量法 收稿13期：2005-06-10 作者简介：古映莹 (1962-)，湖南郴州人，中南大学化学化工学院教授，主要研究方向：功能材料。 维普资讯 http://www.cqvip.com 56 湖南理工学院学报 (自然科学版) 第 18卷 进行了研究，并对其结果进行了比较。 1原 理 1．1碘量法 碘量法是利用I 的氧化性和 I一的还原性来进行滴定的方法。固体I 在水中的溶解度很小 (1．33书10 mol／L)，故通常将I 溶解在KI溶液中，此时I 在溶液中以I3_形式存在。I 是较弱的氧化剂，能与较强 的还原剂作用；I_是中等强度的还原剂，能与许多氧化剂作用。 I3一+2e=3I— E。=0．545 V (1-1) H2O2+2H +2e=2H20 E。=1．776 V (1-2) 在酸性介质 (稀盐酸)中，过氧化氢与过量的碘化钾 (已溶解)定量反应，生成单质碘；然后用 硫代硫酸钠标准溶液进行滴定。根据滴定碘所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，就可以定量地计算 出过氧化氢的含量。反应方程式可表示如下： H202+2I一+2H 一 2H20+12 (1-3) I2+2S2O3 2_一 2I一+$406 2_ (1—4) 1．2 铈量法 硫酸铈是强氧化剂，在酸性溶液中，Ce4+与还原剂作用时，Ce“还原为Ce ，半反应如下： Ce“+e=Ce E。=1．61 V (1-5) O2+2H +2e=H202 E。=0．682 V (1-6) 在酸性溶液中，以硫酸铈标准溶液作为滴定剂，滴定溶液中的过氧化氢，其中，Ce“在溶液中为橙 黄色，而ce 在溶液中为无色，当滴定至溶液呈浅黄色时，加入适量的邻二氮菲亚铁盐指示剂，使溶液 变成桔红色，继续滴定，溶液变为蓝色，即为终点。根据溶液中硫酸铈和过氧化氢的反应定量关系， 可计算出过氧化氢的含量。反应方程式可表示如下： 2Ce4++H202--．2Ce3++2H +O (1-7) 2实验部分 2．1实验试剂 2．1．1硫代硫酸钠的标准溶液配置及标定： 硫代硫酸钠标准溶液：称取硫代硫酸钠25 g及无水碳酸钠0．2 g溶于1L去二氧化碳的蒸馏水中，混 匀。此溶液的浓度c约为0．1 mol／L。放置数天后用重铬酸钾基准物标定 I7]。 2．1．2硫酸铈标准溶液的配制及标定： 称取12g硫酸铈 (Ce(SO4) ·4H20)于300mL烧杯中，加入少量水，在不断搅拌下加入50mL硫酸 使溶解完全后，冷却。移入 1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液的浓度c约为0．03 mol／L。 用光谱纯的锑Sb标定。 2．1．3过氧化氢溶液配置： 用移液管移取5．0 mL过氧化氢于 1000 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，浓度待测。 2．2过氧化氢的测定方法 2．2．1碘量法 用移液管移取待测过氧化氢溶液20．0 mL于500 mL碘量瓶中，加入80 mL蒸馏水，6 mL盐酸，2 g碘 化钾，加盖密封。在室温于暗处放置一段时间后，加入碳酸氢钠固体，直至无气泡产生，再多加 1．0 g， 用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液从棕黄色变为浅黄色时，加入淀粉溶液 3 mL，至蓝色褪去，溶液变 为无色。同时做空白试验。 过氧化氢的摩尔浓度按下式计算： 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 古映莹，李 丹：碘量法和铈量法测定过氧化氢的研究 57 C (mol· )=5c(V V0) (2-1) 式中：c——硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol·L- ； V广一滴定用硫代硫酸钠溶液体积，mL； V。-一空白试验用硫代硫酸钠溶液体积，mL。 2．2．2铈量法 用移液管移取待测过氧化氢溶液8．0 mL于500锥形瓶中，加入 100 mL蒸馏水，20 mL盐酸，用硫 酸铈标准溶液滴定。至溶液成浅黄色，加入4滴邻二氮菲亚铁盐指示剂，使溶液变成桔红色，继续滴 定，溶液变为蓝色，即为终点。同时做空白试验。 过氧化氢的摩尔浓度按下式计算： C脚ol(mol·L- )=25 f(V,-V0)／121．75(2-2) 式中：f。_—硫酸铈的滴定度，mg／mL； V广一 滴定用硫酸铈的体积，mL； V 空白实验用的硫酸铈的体积，mL。 3结果与讨论 3．1碘量法测定过氧化氢浓度的影响因素 3．1．1 NaHCOs用量的影响 由于本法滴定是在中性或微酸性条件下进行，因此NaHCOs起着调节溶液pH值的作用，其用量与 HCI用量有关。实验发现，当加入NaHCO，的量正好使溶液不产生气泡时，滴定终点颜色将提前到达， 且不稳定，测定结果的相对误差大，重现性也差。随着滴定的进行，终点颜色退去的速度减慢，使得 终点的判断较困难，如果以颜色在30 s内不变作为滴定终点，此时测定结果的相对误差仍然很大，重 现性也差。而当NaHCO，微过量时，滴定终点颜色变化非常敏锐。 实验表明，NaHCOs在过量O．5 g一2．0 g范围内变化，对测定结果无影响，且结果准确度高、重现 性好。本文选择NaHCOs的用量为：加入NaHCO。固体无气泡产生后再多加 1．Og。 3．1．2温度对测定结果的影响 温度太低，反应速度慢，反应进行得不完全，使终点不稳定；温度太高，单质碘易挥发，使测定 结果偏低。本文选用恒温水浴锅，设定温度为25℃。 3．1．3指示剂加入的顺序对测定结果的影响 淀粉指示剂是碘在有KI存在下，因淀粉的吸附作用，生成蓝色复杂的配合物而显蓝色，可用方程 式表示如下： 4C24H1o02o+2I2—- 【C24H1o02o*I】4(无色) (3—1) 【CuH,o02o·I】4+KI一 [C24H10o∞·] I(蓝色) (3—2) 由于I2．-淀粉的蓝色是基于二者的吸附所产生，所以在滴定过程中必须要在大部分 I2被滴定后才能 加入淀粉指示剂，否则，大量的I：被淀粉吸附， 使这一部分I2不容易与Na2S20。反应，会使滴定结果产 生较大的误差，终点提前出现。所以，淀粉指示 必须在滴定至溶液为浅黄色时加入。 3．2铈量法测定过氧化氢浓度的影响因素 3．2．1酸度的影响 Ce“易水解，生成碱式盐沉淀，所以必须在酸性溶液中滴定，但酸度增大，的电极电位也会升高。 实验结果表明：HC1浓度为0．5~4mol／L对测定结果无影响，本法采用2 mol／L。 3．2．2指示剂种类的影响 铈量法测定常用的指示剂有邻二氮菲亚铁盐和甲基橙。两种指示剂测定的结果吻合，邻二氮菲亚 铁盐作指示剂具有终点变化灵敏，容易掌握的特点。本法采用邻二氮菲亚铁盐作指示剂。 3．3样品测定结果的比较 维普资讯 http://www.cqvip.com 58 湖南理工学院学报 (自然科学版) 第 l8卷 同一种过氧化氢溶液，分别用碘量法和铈量法进行测定，其结果见表 1。 4结 论 由表 1可知，用碘量法和铈量法可准确测 定过氧化氢的浓度，其结果相近，两方法的精 密度 (n=8)都较高。由于碘量法中I：易挥发， 同时酸性溶液中I一容易被空气中的O：氧化，影 响分析结果的准确度。而硫酸铈标准溶液很稳 定，Ce 还原为 Ce 时，不生成中间产物 ，反 应简单，副反应少，影响因素较少，使得测定 结果更准确。 表 1 过氧化氢溶液浓度的测定 参考文献 【1] 潘勇军，谢洪泉，谭晓明等．碘量滴定法测定过氧化氢溶液浓度的改进【J]．理化检验 ·化学分册，2003，39(7)：404·405 【2] 齐 斌，唐孝炎，张远航等．氯化血红素模拟过氧化物酶高效液相色谱柱后衍生法测定过氧化氢和水溶性有机过氧化物【J]．分析化 学，1998，26(9)：1041·1046． 【3] 李天剑．沈含熙，罗云敬．隐性亮绿作为过氧化物酶催化测定过氧化氢底物的研究【J]．分析化学，1998，26(8)：1001·1003． 【4] 高甲友．秦希亚．流动注射 ·分光光度法测定痕量过氧化氢【J]．分析化学，1995，23(6)：678·680． 【5] 【美]IM科尔索夫等．定量化学分析 (中册 )【M】．北京：高等教育出版社，1987．1127． 【6] 朱 玲．工业过氧化氢含量测试方法的探讨【J]．安徽化工，2002(6)：45_46 【7] 吴辛友，袁盛铨，翟金铣．分析试剂的提纯与配制手册【M】．北京：冶金工业出版社，1989：209 (上接第 50页) 在军事方面，主要用于测距和目标指示。前者广泛用于步兵、炮兵、装甲车辆、飞机、脱呱， 仅用于观测 目标距离，更多的是成为火力控制系统的一部分。大大提高炮火的命中率。后者用于激光 半导体自动制导，成为精确制导武器的 “眼睛”。 2．5同位素分离 高功率二倍频 DPSSL可取代 Ar懒 光器和Cu蒸气激光器进行同位素分离，体积小，难度低。 2．6激光核聚变 高功率的DPSSL可成为工业电力激光器，也是激光核聚变电厂驱动器的可行候选者。日本已完成 用大功率DPSSL建立高阳激光核聚变发电厂的可行性研究工作，认为从原理讲已经没有障碍，仅有待 技术上的改进和成本下降。 2．7其他方面 进入二十世纪9O年代，随着固体激光器的性能的改进，DPSSL尤其是大功率DPSSL不仅在原有应 用领域的竞争力明显增强，而且开辟了一些新的重要应用领域。首先是激光二极管泵浦固体激光器进 入了信息传输领域。其次是激光二极管泵浦固体激光器进入分色、制版等印刷行业，开始在这一新领 域占有一席之地。再次是随着环境监测的重要性 日益提高，激光_二极管泵浦固体激光器将广泛应用于 测风雷达、测污雷达等传感器上。 参考文献 【1] 郑 权．大功率二极管泵浦固体激光器的应用和发展[J]．光学精密工程，2001． 【2] 戴特立．半导体二极管泵浦固体激光器【M】．成都：四川大学出版社，1993． 【3] 友 清．可见光固体激光器的新进展．激光与光电子进展【J]．1999，3：l1～15 【4] 张 戈，沈鸿元等．679nm Nd：Y D LBO腔内倍频激光器中国激光【J]．2001，A28(2)：105~108 【5] 於祖光．输出功率 20．5W 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