ИОДОМЕТРИЯ
Основу иодометрических методов составляет полуреакция:
I2 + 2e- = 2I-; Е0 I / 2I = 0,545 В
Иод плохо растворяется в воде, поэтому применяют раствор иода в KI, в котором иод связан в комплексное соединение:
I2 + I- <=> I3-
Иодометрия используется для косвенного определения многих веществ, восстанавливающихся иодидом калия. При этом выделяется масса I2, эквивалентная массе анализируемого вещества. Выделившийся иод оттитровывается стандартным раствором тиосульфата натрия:
I2 + 2 Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6
Особенности метода:
1) титрование осуществляется в нейтральной среде, так как в сильнокислой происходит окисление I- кислородом воздуха:
4I- + O2 + 4H+ <=> 2I2 + 2H2O
В щелочной среде возможно образование гипоиодида
I2 + OH- <=> HOI + I- ; 3HOI + 3OH- <=> IO3- + 2I- =3H2O
2) для предотвращения потерь выделившегося в реакции иода, вследствие его летучести, реакционную колбу закрывают;
3) выдерживание реакционной смеси в темноте в течение — 5 мин, поскольку скорость реакции мала.
Окончание реакции между иодом и тиосульфатом натрия устанавливают по изменению окраски специфического индикатора − крахмала, который образует с иодом адсорбционный комплекс синего цвета. Крахмал следует добавлять в титруемый раствор вблизи точки эквивалентности, поскольку растворимость иодокрахмального комплекса в воде мала и высокие концентрации иода разрушают крахмал.
Для стандартизации раствора тиосульфата чаще всего применяют дихромат калия, выделившийся иод титруют тиосульфатом натрия:
Cr2O72- + 6I- + 14H+ <=> 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
Иодометрия является весьма универсальным методом: можно определять окислители, восстановители, кислоты и вещества, не обладающие окислительно–восстановительными свойствами, но взаимодействующие с окислительно-восстановительными системами.
Определение восстановителей. Растворами иода можно титровать соединения,содержащие As3+, Sb3+, Sn2+.Иодометрическое определение олова проводят в солянокислой среде, в атмосфере СО2 для пре-дотвращения окисления кислородом воздуха:
Sn2+ + I2 + 3Cl- = SnCl4 + 2I-
Иодометрические методы применяют для определения органи-ческих веществ: формальдегида, сахаров, ацетона, спиртов.
Определение окислителей. Иодометрическое определение окис-лителей основано на окислении иодид-иона. Одним из практически важных применений иодометрии является использование ее для определения катионов: Pb2+, Ba2+, Cu2+. Реакция окисления иодида происходит количественно: 2Cu2+ + 4I- = 2CuI (т) + I2
Реакция протекает при большом избытке иодида в слабокислой среде (для предотвращения гидролиза Cu2+).
Расчеты при окислительно-восстановительном титровании осуществляются аналогично методам кислотно–основного титрования.
Пример 1: Навеску Н2С2О4. 2Н2О массой 1,2608 г растворили в мерной колбе на 200 мл. На титрование 20,00 мл этого раствора было израсходовано 20,26 мл раствора перманганата калия. Вычислите нормальную концентрацию раствора КМпО4.
Решение: Определяем титр щавелевой кислоты:
Т = m/V = 1,2608/200 = 0,006304 г/мл
Молярная масса эквивалента Н2С2О4. 2Н2О – Мэ = M/2 = 63,04 г/моль
Нормальная концентрация раствора Н2С2О4. 2Н2О - сн1
сн1 = =
= 0,10 моль/л
Определяем нормальную концентрацию раствора КМпО4 — сн2 V1cн1 = V2сн2
сн2 = =
= 0,09876 моль/л
Пример 2: Определить массовую долю (%) активного хлора, если навеску белильной извести массой 0,2004 г растворили в воде, добавили KI и H2SO4. Выделившийся йод оттитровали 20,04 мл 0,10 Н раствора тиосульфата натрия.
Решение: Определение относится к косвенному титрованию. Находим титр рабочего вещества Na2S2O3 по определяемому веществу — хлору:
Тр.в./о.в.= =
= 0,00355 г/мл
Масса хлора: mCl = ТNa S O /Cl. VNa S O = 0,00355 . 20,04 = 0,0710 г.
Вычисляем массовую долю (%) хлора:
ω = = 35%