简述溶液KMnO4滴定H2C2O4溶液时褪色先慢后快理由初探

1 实验原理
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
反应产生的Mn2+起催化作用，从而使反应向右进行的速度变快，反应适宜的温度是75～85 ℃。
2学位论文www.618jyw.com
实验步骤

2.1 配制溶液

称取0.0632 g KMnO4溶于20 mL蒸馏水中；称取0.1261 g H2C2O4·2H2O晶体溶于20 mL蒸馏水中；将10 mL浓度为3 mol∕L的H2SO4加入所配制的H2C2O4溶液中；少量MnSO4溶于10 mL水中。

2.2 实验过程

1）向其中一个井穴中滴加10滴酸性H2C2O4溶液，再滴1滴KMnO4溶液，滴下的同时开始计时，并立刻搅拌，记录褪色时间。就这样每滴一滴记录一次褪色时间，直到滴下后不褪色为止，如图1所示。
2）向3个井穴中分别滴加10滴酸性H2C2O4溶液，再依次滴加1滴、2滴、3滴MnSO4溶液，分别滴加1滴KMnO4溶液，记录各自褪色时间。
3 实验数据和现象（表1）
4 实验讨论
1）该氧化反应是自动催化反应，过程如下：
MnO4-MnO2→Mn3+→Mn2+
第一组结果是由于不断生成Mn2+催化反应，从而使反应速率加快。滴下最后一滴KMnO4溶液后，溶液不褪色；继续搅拌，溶液中产生的褐色沉淀是MnO2：
2MnO4-+3Mn2++2H2O→5MnO2+4H+
2）第二组由于加入适量的Mn2+，使得反应一开始就比较快，验证了Mn2+就是催化剂。但为何Mn2+的量增加后，溶液的褪色时间没有越来越短？这是因为此时Mn2+过量了，而过量的Mn2+能使Mn（Ⅶ）迅速转变为Mn（Ⅲ），Mn（Ⅲ）形成的配合物MnC2O4+为红色。
通过几次实验发现，滴加KMnO4溶液后，井穴中溶液颜色有很明显的变化：红色→微红色→浅褐色→无色。通过反应机理可以解释这一现象：
Mn（Ⅶ）+Mn（Ⅱ）→Mn（Ⅵ）+Mn（Ⅲ）
Mn（Ⅵ）+Mn（Ⅱ）→2Mn（Ⅳ）
Mn（Ⅳ）+Mn（Ⅱ）→2Mn（Ⅲ）
Mn（Ⅲ）与C2O42-反应生成一系列配合物，如MnC2O4+（红色）、Mn（C2O4）2-（）、Mn（C2O4）33-（红色）等。随后，它们慢慢分解为Mn（Ⅱ）和CO2。
MnC2O4+→Mn2++CO2↑+·COO-（羧基游离基）
Mn（Ⅲ）+·COO-→Mn2++CO2↑
总反应为：
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
3）加入的催化剂用MnSO4而不用MnCl2，因为酸性KMnO4能氧化Cl-，反应如下：
2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
5 实验说明
1）KMnO4氧化H2C2O4的反应需在75～85 ℃进行，常温下反应会很慢。通常对H2C2O4溶液加热或水浴。本实验由于试剂量较少，不水浴效果仍然很好。
2）井穴壁和底部看到的气泡是CO2，若反应在小试管中进行则看不到该现象，因为振荡试管不易在管壁形成气泡。
3）套塑料针头的多用滴管，每一滴的体积可很好地控制到约为0.02 mL，所以完全可以用来做微型的酸碱滴定实验、配位滴定实验、氧化还原滴定实验、沉淀滴定实验等，简单易行，节约试剂，且可缩短实验时间。
参考文献
湖南大学化学化工学院.基础化学实验[M].北京：科学出版社，2001.
武汉大学.分析化学[M].4版.北京：高等教育出版社，2000.
[3]宋心琦.实用化学化工辞典[M].北京：宇航出版社，1995.
[4]南京大学大学化学实验教学组.大学化学实验[M].北京：高等教育出版社，1999. 4滴定H2C2O4溶液时褪色先慢后快原因探讨','卢雪梅');">