滴定法测定工作液中H2O2含量涉及的化学反应
过氧化氢的滴定法测定,主要根据过氧化氢的氧化还原反应性质来进行,其中碘量法利用的是过氧化氢的氧化性,适用于分析过氧化氢残留的低浓度场合;高锰酸钾法和硫酸铈法利用的是过氧化氢的还原性,适用于高浓度比如研究生产工艺以及生产过程监控过程中过氧化氢的分析等
碘量法
在有钼酸盐催化剂存在的酸性条件下,过氧化氢将碘离子氧化成单质碘,使用硫代硫酸钠溶液滴定,淀粉为指示剂。该方法分析结果的准确度低于高锰酸钾法,但受有机化合物的干扰较少,适合于mg/L级别过氧化氢含量的测定。反应式为:
H2O2 + 2 KI + H2SO4 → I2 + K2SO4 + 2 H2O
I2 + 2 Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2 NaI
测定体系中存在的其他氧化剂也可以氧化碘离子,不饱和有机物将与滴定过程中释放出的碘单质发生加成反应,这些都是干扰因素。滴定前需要配制KI溶液、Na2S2O3溶液、钼酸铵溶液、稀硫酸溶液等。
高锰酸钾法
酸性条件下高锰酸钾被过氧化氢还原,自显色,初始反应速度较慢,适宜测试过氧化氢含量在 0.25 ~ 70 wt.%.之间的样品。任何在酸性条件下可被高锰酸钾氧化的物质都可能干扰反应,产生正误差。使用的高锰酸钾溶液需在使用前先用标准试剂草酸钠进行标定,使用样品量虽过氧化氢浓度的增大而减小,全程手动操作。反应式为:
KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + O2 + 8H2O
2MnO4− + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O
- 硫酸铈法
用标准硫酸铈溶液直接将过氧化氢氧化,滴定过程中采用邻菲洛琳指示剂,终点为灰绿色。该方法适合分析浓度范围在1-30%的过氧化氢,基本无干扰。需要配制硫酸铈标准溶液和邻菲洛琳指示剂以及稀硫酸溶液。反应式为:
2Ce(SO4)2 + H2O2 = Ce2(SO4)3 + H2SO4 + O2