项目四氧化还原滴定任务二氧化还原平衡——影响氧化还原反应速率的因素
影响氧化还原反应速率的因素一般来说,氧化还原反应的平衡常数lgK≥6时,两个半反应的标准电极电位或条件电极电位之差大于0.4V,这样的氧化还原反应才能用于滴定分析。实际上,当外界条件(例如介质浓度、酸度等)改变时,电对的条件电位也会随之改变的。因此,只要能创造一个适当的外界条件,使两电对的条件电位之差超过0.4V,这样的氧化还原反应也能用于滴定分析。但这不能说明反应的速率。有许多氧化还原反应理论上可以进行完全,但在实际应用中,因反应速率太慢,而觉察不到反应进行的反应,不能被应用于氧化还原滴定。下面就讨论氧化还原反应速率及其主要影响因素。
63%85%42%21%影响氧化还原反应速率的因素反应比较慢,但提高I-和H+浓度时,反应即可加快。实验证明,在0.4mol/L酸度下,使用过量2倍的KI溶液,只需静置5min,反应即可完成。(一)反应物浓度对反应速率的影响一般来说,反应物的浓度越大,反应速率越快。在酸性溶液中一定量的K2Cr2O7溶液与KI溶液的反应:
影响氧化还原反应速率的因素该反应在温度低于70℃时,反应速率慢,不利于滴定;温度在70℃至80℃之间适中;当温度高于80℃时,H2C2O4将部分分解。由于不同反应物所需的温度各不相同,因此滴定分析中必须根据具体情况确定反应的适宜温度。(二)温度对反应速率的影响升高温度一般可加快反应速率。实验证明,通常溶液的温度每增高10℃,反应速率可增大2至3倍。例如,在酸性溶液中MnO4-与C2O42-的反应:
影响氧化还原反应速率的因素(三)催化剂对反应速率的影响在酸性溶液中MnO4-与C2O42-的反应,即使温度在70℃~80℃,在滴定的最初阶段,KMnO4褪色仍然很慢。但随着滴定的进行,Mn2+的生成,其反应越来越快,说明Mn2+起到催化作用。所以在实际操作中,一般不另加Mn2+作催化剂,而是利用滴定反应生成的微量Mn2+作催化剂。这种利用生成物本身作催化剂的反应称为自身催化反应。自身催化反应有一个特点,就是开始时的反应速率比较慢,随着滴定剂的不断加入,随生成物(催化剂)的浓度逐渐增大,反应速率逐渐加快,随后由于反应物的浓度愈来愈低,反应速率又逐渐减小。氧化还原反应中,借加入催化剂以促进反应的还不少。
影响氧化还原反应速率的因素(四)诱导反应MnO4-具有很强的氧化性,可以与Cl-、Fe2+等物质发生氧化还原反应。通常情况下MnO4-氧化Cl-的速率很慢,但当溶液中同时存在Fe2+时,MnO4-与Fe2+的反应可以加速MnO4-与Cl-的反应。象这样某一氧化还原反应在通常情况下进行很慢(或并不发生),但在另一反应进行时会加快该反应的进行的现象,称为诱导反应。上例中MnO4-称为作用体,Fe2+称为诱导体,Cl-称为受诱体。
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