高錳酸鉀還原為二價錳離子酸度條件探析

摘 要：用實驗的方法測定高錳酸鉀滴定過氧化氫本身還原為二價錳離子的酸度數值，實驗結果是，當pH小于1.62時，高錳酸鉀才能穩定被還原為二價錳離子，實現完全測定過程。否則會出現反應不穩定狀態，使滴定無法準確定量進行。

關鍵詞：高錳酸鉀；過氧化氫；酸度

高錳酸鉀（KMnO4）是很好的氧化劑。但是其還原產物隨發生反應的介質酸度而異，其氧化還原電位也不相同。那么，在實際應用中，酸度如何控制才能確保在容量分析中使氧化還原反應按固定的還原產物定量準確進行呢？筆者試著以具體實驗的方式，探討一下高錳酸鉀還原為二價錳離子的酸性條件。

一、高錳酸鉀在不同酸性條件下，發生氧化還原反應時的多價還原產物情況

1.在酸性介質中KMnO4被還原為Mn2+

MnO4-+5Fe2++8H+[=]Mn2++5Fe3++4H2O

2.在中性介質中KMnO4被還原為MnO2

2MnO4-+3SO32-+H2O[=]2MnO2↓+3SO42-+2OH-

3.在堿性介質中MnO4-被還原為MnO42-

2MnO4-+SO32-+2OH-[=]2MnO42-+SO42-+H2O

由于KMnO4的強氧化性，且由于自身的顏色鮮艷，又可作為在容量分析中的指示劑，故在氧化還原滴定中，常可將許多物質如Fe2+、H2O2等給以定量氧化，在容量分析中用于測定其含量。

表1 高錳酸鉀在酸性介質中的電極電位數值

[價態范圍\\電極反應\\電極電位φ°（V）\\Mn(IV)-(II)\\\\1.224\\Mn(VII)-(II)\\\\1.507\\Mn(III)-(II)\\\\1.5415\\Mn(VII)-(IV)\\\\1.679\\][MnO2+4H++2e-[=]Mn2++2H2O][MnO4-+8H++5e-[=]Mn2++4H2O][Mn3++e-[=]Mn2+][MnO4-+4H++3e-[=]MnO2+2H2O]

表2 高錳酸鉀在堿性介質中的電極電位數值

[MnO4-+e-[=]MnO42-][MnO4-+2H2O+3e-[=]MnO2+4OH-][MnO42-+2H2O+2e-[=]MnO2+4OH-][價態范圍\\電極反應\\電極電位φ°（V）\\Mn(VII)-(VI)\\\\0.558\\Mn(VII)-(IV)\\\\0.595\\Mn(VI)-(IV)\\\\0.60\\]表3 過氧化氫在酸性介質中的電極電勢

[價態范圍\\電極反應\\電極電位φ°（V）\\0(-1)-（-2）\\\\+1.766\\0（0）-（-1）\\O2+2H++2e- H2O2\\+0.70\\][#8652;][#8652;][H2O2+2H++2e-][2H2O]

二、在容量分析中酸度控制——理論值

從表一與表二的數據可見，高錳酸鉀是很好的氧化劑。其在酸性或堿性介質中都有很強的氧化性，這從上面表一與表二的各個半反應標準電極電位數值可以證明。……