ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.04.2021
Просмотров: 1912
Скачиваний: 5
51
ИОДОМЕТРИЯ
Основным веществом, применяемым в качестве окислителя в
иодометрии, является иод. Полуреакция
I
2
+2e
2I
-
; E
о
(I
2
/2I
-
)=0,54В
широко применяется в титриметрии, так как характеризуется невысоким
окислительно-восстановительным потенциалом. Это дает возможность
определять сильные восстановители (олово (2+), сероводород, сульфиды) и
сильные окислители (перманганат калия, дихромат калия, пероксид
водорода).
Различают следующие методы иодометрического титрования.
Прямое титрование
применяют для определения веществ, легко
окисляемых элементарным иодом. Титрантом является раствор иода.
Обратное титрование
используют для определения веществ,
которые труднее окисляются элементарным иодом. В этом случае
определяемое вещество обрабатывают избытком иода и затем, спустя
некоторое время, оттитровывают остаток иода стандартным раствором
тиосульфата натрия (Na
2
S
2
O
3
∙ 5H
2
O).
Косвенный метод (метод замещения)
применяют для определения
окислителей. В этом случае определяемое вещество обрабатывают
избытком иодида калия и оттитровывают выделившийся в эквивалентном
количестве элементарный иод стандартным раствором тиосульфата
натрия.
Кристаллический иод плохо растворим в воде, но хорошо
растворяется в растворе иодида калия:
I
2
+I
-
I
3
-
.
Cледовательно,
реально применяемой в практике анализа
окислительно-восстановительной парой является I
3
-
/ 3
I
-
:
I
3
-
+2е
3
I
-
, Е
о
=0,54 В.
Трииодид-ион и молекулярный иод ведут себя в процессах
окисления-восстановления одинаково. В качестве индикатора в
иодометрии чаще всего применяют крахмал. Заметную синюю окраску с
крахмалом иод дает при концентрации 2∙10
-7
моль/л. Чувствительность
индикатора резко падает с повышением температуры, поэтому титруют
обычно при комнатной температуре. В титруемые растворы крахмал
следует прибавлять лишь тогда, когда основное количество иода уже
оттитровано. Иначе иод вызывает коагуляцию крахмала, способствуя его
разложению, что делает титрование неточным.
52
Лабораторная работа №3
СТАНДАРТИЗАЦИЯ РАСТВОРА ТИОСУЛЬФАТА НАТРИЯ
ПО ДИХРОМАТУ КАЛИЯ
Цель работы:
приобретение навыков косвенного иодометрического
титрования с крахмалом. Стандартизация раствора тиосульфата натрия.
Сущность работы.
Титрантом в работе является раствор тиосульфата натрия. Растворы
Na
2
S
2
O
3
∙5H
2
O неустойчивы и изменяют свой титр, так как S
2
O
3
2-
ион
взаимодействует с угольной кислотой, растворенной в воде
S
2
O
3
2-
+ Н
2
СО
3
= НСО
3
-
+ НSO
3
-
+ S
и, кроме того, S
2
O
3
2-
- ион медленно окисляется кислородом воздуха:
2S
2
O
3
2-
+ О
2
= 2SO
4
2-
+ 2S
Поэтому первоначально готовят достаточно концентрированный
раствор тиосульфата натрия на предварительно прокипяченной воде,
который выстаивается 8-10 дней. Раствор следует защищать от действия
света и углекислоты воздуха. Из концентрированного раствора готовят
тиосульфат натрия необходимой концентрации и стандартизируют его по
фиксанальному раствору дихромата калия. Титровать тиосульфат
непосредственно дихроматом калия нельзя, так как он реагирует со всеми
сильными окислителями нестехиометрично. Поэтому применяют метод
замещения. Вначале используют реакцию между дихроматом и иодидом:
Cr
2
O
7
2-
+ 6I
-
+ 14Н
+
= 2Cr
3+
+ 3I
2
+ 7Н
2
O.
Выделившийся в эквивалентном дихромату количестве иод
оттитровывают тиосульфатом
I
2
+ 2S
2
O
3
2-
= 2I
-
+ S
4
O
6
2-
.
Для проведения реакции дихромата с ионами I
-
необходимы высокая
концентрация ионов водорода (для повышения потенциала системы
Cr
2
O
7
2-
/2Сr
3+
), большой избыток иодида (для понижения потенциала
системы I
3
-
/3I
-
и для растворения выделившегося иода), а также нужно
некоторое время, так как скорость реакции невелика.
При проведении титрования иода тиосульфатом необходимо снизить
концентрацию ионов водорода разбавлением водой, чтобы предотвратить
нежелательную реакцию:
S
2
O
3
2-
+2Н
+
Н
2
S
2
O
3
Н
2
О + SO
2
+ S.
Материалы и оборудование.
1.
Иодид калия, KI, 10%-й раствор.
2.
Тиосульфат натрия, Na
2
S
2
O
3
, 25%-й раствор.
3.
Серная кислота, H
2
SO
4
, 1 М раствор.
4.
Дихромат калия, К
2
Сr
2
O
7
, 0,05 М (1/6 К
2
Сr
2
O
7
) стандартный
раствор.
5.
Крахмал, 1%-й раствор.
53
6.
Пипетка емкостью 10,00 см
3
.
7.
Бюретка емкостью 25,00 см
3
.
8.
Колбы для титрования емкостью 250 см
3
.
Выполнение работы.
Из 25%-го раствора тиосульфата натрия готовят разбавлением
250 см
3
раствора, содержащего 0,05 моль/л Na
2
S
2
O
3
∙5Н
2
О. Из полуреакции
2 S
2
O
3
2-
-2e → S
4
O
6
2-
видно, что каждая молекула тиосульфата, окисляясь, отдает один электрон.
Следовательно, молярная масса эквивалента тиосульфата натрия равна его
молярной массе М (Na
2
S
2
O
3
·
5Н
2
О)=248,19 г/моль.
В качестве первичного стандарта при определении титра
тиосульфата натрия используют раствор дихромата калия, который готовят
из фиксанала.
Молярная
масса
эквивалента
дихромата
калия
К
2
Сr
2
O
7
М
э
(К
2
Сr
2
O
7
)=М(К
2
Сr
2
O
7
)∙1/6,
то
есть
294,22/6=49,037
г/моль
в
соответствии с полуреакцией:
Сr
2
O
7
2-
+ 6е + 14 Н
+
= 2Cr
3+
+ 7Н
2
О.
Для приготовления 0,05 (1/6 К
2
Сr
2
O
7
) М раствора дихромата калия
содержимое фиксанала количественно переносят в мерную колбу
емкостью 2,00 дм
3
и доводят до метки дистиллированной водой.
Для проведения титрования в коническую колбу емкостью 250 см
3
вносят с помощью мерного цилиндра 10 см
3
1 М раствора H
2
SO
4
, 10 см
3
10%-го раствора КI и пипеткой –10,00 см
3
0,05 (1/6 К
2
Сr
2
O
7
) М раствора
дихромата калия, приготовленного из фиксанала. Колбу закрывают
часовым стеклом и оставляют стоять 3-5 мин. в темном месте. Затем в
колбу добавляют 50 см
3
воды и быстро титруют приготовленным
раствором тиосульфата до бледно-желтой окраски раствора. После этого
прибавляют 2-3 см
3
1%-го раствора крахмала и продолжают медленно
титровать (при энергичном перемешивании) до исчезновения синей
окраски раствора, не появляющейся в течение одной минуты.
Титрование проводят не менее трех раз и вычисляют точную
концентрацию тиосульфата натрия и его титр по формулам:
,
)
(
)
(
)
6
/
1
(
/
),
(
3
2
2
7
2
2
7
2
2
3
3
2
2
O
S
Na
V
O
Cr
K
V
O
Сr
К
С
дм
моль
O
S
Na
С
.
1000
)
5
(
)
(
/
),
(
2
3
2
2
3
2
2
3
3
2
2
O
H
O
S
Na
M
O
S
Na
C
см
г
O
S
Na
Т
54
Лабораторная работа №4
ИОДОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ МЕДИ
Цель работы:
освоение косвенного иодометрического титрования с
крахмалом. Определение содержания ионов меди (2+) в растворе ее соли.
Сущность работы.
Определение ионов меди (2+) проводится методом косвенного
титрования и основано на реакциях:
2Сu
2+
+ 4I
-
=2CuI↓ + I
2
I
2
+ 2 S
2
O
3
2-
= S
4
O
6
2-
+ 2I
-
, (S
4
O
6
2-
- тетратионат-ион)
Согласно величинам стандартных окислительно-восстановительных
потенциалов E
o
(I
2
/2I
-
)= 0,54В, Е
o
(Cu
2+
/Сu
+
)=0,17В, иод должен окислять
ионы Сu
+
, и первая реакция должна протекать справа налево. Однако,
благодаря образованию малорастворимого осадка СuI (К
S
О
=10
–12
),
окислительно-восстановительный потенциал системы Cu
2+
/Сu
+
E=E
o
+0,059 lg
]
[
]
[
2
Cu
Cu
резко увеличивается и достигает величины +0,88 В, превышающей
потенциал системы I
2
/2I
-
. Вследствие этого реакция взаимодействия ионов
меди (2+) с I
-
протекает практически до конца слева направо.
Для протекания первой реакции необходимо создать в растворе
слабокислую среду (рН 4-5) для предотвращения гидролиза соли Сu
2+
и
брать значительный избыток KI. Кислотность раствора не должна быть
большой, так как это приводит к заметному окислению иодид-ионов
кислородом воздуха.
Материалы и оборудование.
1.Тиосульфат натрия, Na
2
S
2
O
3
∙5H
2
О, 0,0500 М стандартный раствор.
2. Иодид калия, КI, 5%-й раствор.
3. Серная кислота, Н
2
SO
4
, 1 М раствор.
4. Крахмал, свежеприготовленный 1%-й раствор.
5. Пипетка емкостью 10,00 см
3
.
6. Бюретка емкостью 25,00 см
3
.
7. Колбы для титрования емкостью 100 см
3
.
Выполнение работы.
Заполняют бюретку раствором тиосульфата натрия. В колбу для
титрования емкостью 100 см
3
вносят пипеткой 10,00 см
3
раствора соли
меди (2+), 2 см
3
1 М раствора H
2
SO
4
, 15 см
3
5%-го раствора иодида калия и
титруют стандартным раствором тиосульфата натрия до бледно-желтой
окраски суспензии. Прибавляют 2-5 см
3
1%-го раствора крахмала и
продолжают титровать до тех пор, пока суспензия от одной капли титранта
не станет белой. Титрование повторяют не менее трех раз.
55
Массу меди в растворе рассчитывают по формуле:
m (Cu
2+
), мг = С (Na
2
S
2
O
3
) ·
V
(Na
2
S
2
O
3
)· М (Cu),
М (Сu) = 63,54 г/моль
.
Лабораторная работа №5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА
ИОДОМЕТРИЧЕСКИМ ТИТРОВАНИЕМ
Цель
работы:
определение
концентрации
нестабильных
фармацевтических препаратов.
Сущность работы.
Пероксид водорода относится к фармацевтическим препаратам,
однако его концентрация с течением времени уменьшается, так как Н
2
О
2
активно окисляет примеси органических веществ, находящихся в воде и
разлагается под действием солнечного света. Поэтому его обычно хранят в
склянках из темного стекла. Периодически концентрацию пероксида
водорода необходимо контролировать. Для этой цели используют
иодометрическое титрование, которое обычно осуществляется без
осложнений. Н
2
О
2
в кислой среде представляет собой сильный окислитель,
стандартный потенциал которого равен Е
о
=1,77В. В соответствии с
полуреакцией Н
2
О
2
превращается в воду:
Н
2
О
2
+ 2Н
+
+ 2е = 2 Н
2
О
.
В
ходе
иодометрического
определения
он
реагирует
с
восстановленной формой редокс-системы I
3
-
/ 3I
-
(Е
О
= 0,545 В) по
уравнению реакции
Н
2
О
2
+ 3I
-
+ 2H
+
= I
3
-
+ 2H
2
O.
Выделившийся в ходе реакции I
2
растворяется в избытке иодида
калия с образованием комплекса I
3
-
, который затем оттитровывается
тиосульфатом.
Материалы и оборудование.
1.
Тиосульфат натрия,Na
2
S
2
O
3
·5H
2
O, 0,0500 М стандартный раствор.
2.
Иодид калия, КI, 5%-й раствор.
3.
Серная кислота, Н
2
SО
4
, 1 М раствор.
4.
Крахмал, свежеприготовленный 1%-й раствор.
5.
Пероксид водорода, примерно 3%-й раствор.
6.
Пипетки емкостью 10,00 и 50,00 см
3
.
7.
Мерная колба емкостью 1,00 дм
3
.
8.
Бюретка емкостью 25,00 см
3
.