高锰酸钾溶液的标定及其常见影响因素分析

刘晓林，马文莉

(西安近代化学研究所，陕西 西安 710065)

高锰酸钾是强氧化剂，容易与水中有机物、空气中尘埃等还原性物质反应以及自身能自动分解。因此，高锰酸钾溶液应保存在棕色溶液瓶中，并定期进行标定。标定高锰酸钾溶液的基准物质常用草酸钠，也可以用硫代硫酸钠标准溶液来标定。实际标定过程中高锰酸钾溶液在棕色滴定管内数值读取存在一定难度，滴定过程中影响因素较多。因此，探讨与分析常见影响因素对准确、顺利标定高锰酸钾溶液尤为重要。

实验结果的判断及有效期按照GJB 1886—94中，0.1 mol/L 高锰酸钾标准溶液平行实验测定的允许差应小于0.2%，常温下有效期为3 个月。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

碘化钾、硫酸、淀粉、草酸钠均为分析纯。

AL204 型电子分析天平。

1.2 实验方法

1.2.1 硫代硫酸钠法［1］分别用少量高锰酸钾溶液和硫代硫酸钠标准溶液冲洗具塞、无塞滴定管内壁3 次。取待标定的高锰酸钾溶液于具塞滴定管，硫代硫酸钠标准溶液于无塞滴定管中。排空滴定管下端空气，将两支滴定管夹在滴定管台座两边。取标记好的具塞锥形瓶一个，调节具塞滴定管中溶液的“0”位，以弯月面上沿压零位刻线为标准读取，采用读数卡读数。再以6 ～7 mL/min 的流速取25.00 ～35.00 mL的高锰酸钾溶液于锥形瓶内。加入蒸馏水80 mL，加入2 g 碘化钾及20%硫酸溶液20 mL，盖上磨口塞，混匀，在暗处静置5 min。以硫代硫酸钠标准溶液滴至溶液呈淡黄色，加入3 mL 淀粉溶液，继续滴至蓝色消失即为终点。读数读至最小分度值的1/10 并记录。以上步骤重复2 次，分别量取相近但不相同的(25.00 ～35.00 mL)高锰酸钾溶液进行标定，分别得出3 次平行实验数据。

式中 c(1/5KMnSO4)——高锰酸钾溶液浓度，mol/L;

C1——硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L;

V1——硫代硫酸钠标准溶液用量，mL;

V——高锰酸钾溶液用量，mL;

V0——空白试验高锰酸钾溶液用量，mL。

高锰酸钾溶液最终标定值的计算结果精确到小数后五位有效数字。

1.2.2 草酸钠法［1］根据拟配制浓度称取(精确至0.000 1 g)相近但不相同的3 个基准试剂草酸钠样品，分别放入标记好的锥形瓶中。加入一次蒸馏水50 mL，20 mL 30%硫酸溶液溶解。以欲标定的高锰酸钾溶液滴定，接近终点时放入温度计，加热至60 ～70 ℃，继续滴至溶液呈粉红色保持30 s 不消失即为终点。同时作空白试验。以上步骤重复2 次，得出3 次实验结果。

2 结果与讨论

2.1 标定结果

同批次高锰酸钾溶液不同方法标定结果见表1。

表1 同批次高锰酸钾溶液不同方法标定结果对照表Table 1 Results comparison table of calibration of potassium hypermanganate solution by different methods

两种方法标定结果在小数后第5 位不同，完全满足一般分析测试要求。两种实验结果各自保持平行，并小于平行测定的允许误差0.2%。并且两种实验之间平行，也小于平行测定的允许误差，实验结果可靠。实验2 中，加热后滴定时需携有玻璃温度计的锥形瓶晃动，有因玻璃之间碰撞损坏引起的实验失败可能。测量溶液用温度计不能取出，因为粘取溶液拿出后会影响标定结果。草酸钠标定实验前，需要提前在烘箱里干燥基准试剂草酸钠3 ～4 h。滴定时酸度、加热温度、滴定速度均对实验有影响。实验1 中所用辅助试剂较实验2 多，玻璃器具应用较多以及基准物质为标准溶液，因此对所用物品准确性要求高。

2.2 标定结果超差、不平行及其常见影响因素的分析

通过实际工作中的多次反复标定实验证明，以下因素常影响高锰酸钾标准溶液的标定结果。

2.2.1 玻璃器具的影响 玻璃器具未清洗干净有挂壁现象，如滴定管、量筒未清洗干净，会导致所滴、量取溶液少于实际体积，少量溶液残留于滴定管、量筒内壁。因实验初始滴、量取溶液减少，导致与其进一步化学反应的其它溶液用量减少。同时，由于挂壁程度的不同，可导致多次实验结果不平行。

2.2.2 滴定管内空气未排的影响 无塞滴定管下端橡胶连接管内空气未排，使无塞滴定管内溶液量少于标示量。实验中可导致碱性溶液终末读数较实际值增大而影响实验结果。

2.2.3 试剂的影响 配制高锰酸钾溶液的试剂不纯，溶液储存一段时间后容易分解，造成溶液不稳定，标定时平行试验超差，常导致标定实验失败无法顺利进行。

2.2.4 环境的影响 高锰酸钾溶液本身颜色浓重，在棕色滴定管内读数较为困难，如自然光线不好的阴天无法准确、清晰地读取数值。标定受天气的限制，必须在自然光线充足的晴朗天气下进行。弯月面的读取较一般无色溶液困难，以弯月面上沿压滴定管刻线来读取。弯月面读数是否准确直接影响实验结果的数值计算。

2.2.5 辅助试剂的影响 辅助试剂的好坏可通过影响标定过程中溶液颜色的变化而影响实验终点的判断，最终影响实验结果。

2.2.6 实验人员的影响 实验者是否完全按照实验要求、步骤进行操作及实验者读数估计能力，对终点变化的判断能力等人为因素都直接影响实验结果。

2.2.7 实验2 中滴定速度的影响 滴定开始必须待前一滴溶液褪色后再加第2 滴，要慢滴快摇，一旦产生Mn2+，可适当加快滴定速度，但不应过快，若滴定速度过快，部分KMnO4在热溶液中分解［2］，影响标定准确度。

2.2.8 实验2 中温度的影响 实验证明，在室温下，KMnSO4与C2O42－之间反应速度缓慢，必须将溶液加热，但温度不能太高，否则引起H2C2O4分解为CO2、CO 和H2O，因此，一般在(65 ±5)℃为宜，即溶液刚冒蒸汽时温度，终点时温度不能低于60 ℃［3］。

3 结论

同批次高锰酸钾溶液两种不同标定方法的实验结果分别是0.101 57 mol/L 和0.101 54 mol/L。实验之间平行测定误差为0.16%，均保持平行，未超出平行测定的最大允许误差(0.2%)。标定高锰酸钾过程中的常见影响因素有玻璃器具的影响、环境的影响、试剂以及辅助试剂纯度的影响、实验人员的影响、滴定速度与温度的影响。实验结果表明排除以上影响因素的情况下，以基准物质标定高锰酸钾溶液的多次实验结果可以平行并且不超过最大允许误差，有力的保证了实验顺利进行和实验结果的准确性。

［1］ 刘玉坤，王荣里，王常俊，等. GJB 1886—94 标准溶液的制备及标定［S］.北京:中国兵器工业总公司，1994.

［2］ 边清泉，李华兰，杨驰，等. 应用化学专业毕业论文教学中存在的问题与指导策略［J］.绵阳师范学院学报，2010，29(2):141-144.

［3］ 尚杰锋，李金利，荣中波.高锰酸钾标准溶液的稳定性及标定准确性探讨［J］.大氮肥，2003，26(2):106-108.