分析化学 · 氧化还原滴定

高锰酸钾滴定：当量点计算器

滴定管读到体积后，别急着代公式：先问清楚电子怎样守恒。这里，1 个高锰酸根恰好“接走”5 个 Fe²⁺ 放出的电子。

MnO₄⁻：Fe²⁺ = 1：5

记录你的三项读数

默认数据：用已标定的 0.02000 mol/L KMnO₄ 滴定 25.00 mL Fe²⁺ 试液，恰好消耗 20.00 mL。

c(KMnO₄) mol/L

这是已经用基准物质标定过的浓度，而不是瓶签上的估计值。

V(KMnO₄) mL

取滴定管初、终读数之差；请与样品体积使用同一体积单位。

V(Fe²⁺ 试液) mL

这里是移液管实际移取的试液体积，不是容量瓶定容体积。

当量点的计算结果

在酸性介质中，计量关系由电子转移数锁定。

c(Fe²⁺) 0.08000mol/L
  1. n(MnO₄⁻) = cV = 0.02000 × 0.02000 = 4.000 × 10⁻⁴ mol
  2. 酸性中 1 mol MnO₄⁻ 对应 5 mol Fe²⁺：
    n(Fe²⁺) = 5 × 4.000 × 10⁻⁴ = 2.000 × 10⁻³ mol
  3. c(Fe²⁺) = 2.000 × 10⁻³ / 0.02500 = 0.08000 mol/L

单位别掉队：上面把 mL 换成了 L 再算物质的量。若直接使用 5cV滴/V样，两个体积同为 mL，单位比值会相消；不能一个填 mL、另一个填 L。

为什么偏偏是 5？

你可能会把高锰酸根的紫色当成“它很强”的证据，却忘了强弱不能直接给出计量数。酸性条件下要回到账本：MnO₄⁻ 中的 Mn 从 +7 得到 5 个电子，Fe²⁺ 每个只失去 1 个电子。

MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O

注意，这个式子以酸性条件为前提；改变介质，锰的还原产物可能改变，1：5 也就不能想当然地照搬。

化学计量点

恰好满足反应式中物质的量之比的理论时刻；计算公式对应的就是它。

肉眼观察终点

实验中由颜色变化判断的操作时刻。合格的指示方法会让它尽量贴近、但不等同于化学计量点。

报告结果时，让读数单位和有效数字保持一致：滴定管、移液管与标准溶液浓度分别决定结果可保留到什么程度。此处示例按 4 位有效数字展示。