Йодометрия

редактировать

Йодометрия, известный как йодометрическое титрование, представляет собой метод объемного химического анализа, окислительно-восстановительного титрования, при котором появление или исчезновение элементарный йод указывает конечную точку.

Обратите внимание, что йодометрия включает непрямое титрование йода, высвобождаемого в результате реакции с аналитом, тогда как йодиметрия включает прямое титрование с использованием йода в качестве титранта.

Окислительно-восстановительное титрование с использованием тиосульфата натрия, Na 2S2O3(обычно) в качестве восстановителя известно как йодометрическое титрование, поскольку оно используется специально для титрования йода. Йодометрическое титрование - это общий метод определения концентрации окислителя в растворе. При иодометрическом титровании раствор крахмала используется в качестве индикатора, поскольку он может абсорбировать выделяющийся I 2. Это поглощение приведет к изменению цвета раствора с темно-синего на светло-желтый при титровании стандартизированным раствором тиосульфата. Это указывает на конечную точку титрования. Йодометрия обычно используется для анализа концентрации окислителей в пробах воды, таких как насыщение кислородом в экологических исследованиях или активный хлор в анализе воды в бассейне.

Цвет смеси для йодометрического титрования до (слева) и после (справа) конечной точки
Содержание
  • 1 Основные принципы
  • 2 Применения
    • 2.1 Определение гидросульфитов и сульфитов
    • 2.2 Определение сульфиды и гидросульфиды
    • 2.3 Определение гексацианоферрата (III)
  • 3 Ссылки
Основные принципы
Разбавленные растворы, содержащие комплекс йод-крахмал. Использование крахмала в качестве индикатора может помочь добиться более резкого изменения цвета в конечной точке (темно-синий → бесцветный). Цвет выше можно увидеть непосредственно перед достижением конечной точки.

К известному объему образца добавляется избыточное, но известное количество йодида, который окислитель затем окисляется до йода. Йод растворяется в йодидсодержащем растворе с образованием ионов трииодида, которые имеют темно-коричневый цвет. Затем раствор трииодид-иона титруют стандартным раствором тиосульфата, чтобы снова получить йодид, используя индикатор крахмал :

I3+ 2 e ⇌ 3 I (E = + 0,5355 V)

Вместе с восстановительным потенциалом тиосульфата:

S4O6+ 2 e ⇌ 2 S 2O3(E = + 0,08 В)

Таким образом, общая реакция:

I3+ 2 S 2O3→ S 4O6+ 3 I (E реакция = + 0,4555 В)

Для простоты уравнения обычно записывают в терминах водного молекулярного йода, а не трииодид-иона, поскольку иодид-ион не участвовал в реакции с точки зрения анализа мольных соотношений. Исчезновение темно-синего цвета из-за разложения йодно-крахмального клатрата отмечает конечную точку.

. Используемый восстанавливающий агент не обязательно должен быть тиосульфатом; хлорид олова, сульфиты, сульфиды, соли мышьяка (III) и сурьмы (III). использовали альтернативы. при более высоком pH (>8)).

При низком pH с тиосульфатом может протекать следующая реакция:

S2O3+ 2 H → SO 2 + S + H 2O

Некоторые реакции с участием некоторых восстановителей обратимы при определенном pH., поэтому перед проведением анализа следует тщательно отрегулировать pH раствора образца. Например, реакция:

H3AsO 3 + I 2 + H 2 O → H 3 AsO 4 + 2 H + 2 I

обратимо при pH < 4.

Летучесть йода также является источником ошибок при титровании, этого можно эффективно предотвратить, обеспечив наличие избытка йодида и охладив смесь для титрования. Сильный свет, ионы нитрита и меди катализируют превращение йодида в йод, поэтому их следует удалить перед добавлением йодида в образец.

При длительном титровании рекомендуется добавлять к смеси для титрования сухой лед, чтобы вытеснить воздух из колбы Эрленмейера, чтобы предотвратить окисление йодида до йода в воздухе. Стандартный раствор йода готовится из йодата калия и йодида калия, которые являются первичными стандартами ):

IO3+ 8 I + 6 H → 3 I 3 + 3 H 2O

Йод в органических растворителях, таких как диэтиловый эфир и четыреххлористый углерод, может быть титрован против тиосульфата натрия, растворенного в ацетоне.

стандартном растворе йода, запечатанном в ампуле для йодометрии. анализ
Приложения

Йодометрия во многих ее вариантах чрезвычайно полезна в объемном анализе. Примеры включают определение меди (II), хлората, пероксида водорода и растворенного кислорода:

2 Cu + 4 I → 2 CuI + I 2
6 H + ClO 3 + 6 I → 3 I 2 + Cl + 3 H 2O
2 H + H 2O2+ 2 I → I 2 + 2 H 2O
2 H 2 O + 4 Mn (OH) 2 + O 2 → 4 Mn (OH) 3
2 Mn + 2 I → I 2 + 2 Mn

Под доступным хлором понимается хлор, высвобождаемый под действием разбавленных кислот на гипохлорит. Йодометрия обычно используется для определения активного количества гипохлорита в отбеливателе, ответственного за отбеливающее действие. В этом методе избыточное, но известное количество йодида добавляется к известному объему образца, в котором только активный (электрофильный ) может окислять йодид до йода. Содержание йода и, следовательно, содержание активного хлора можно определить с помощью иодометрии.

Определение соединений мышьяка (V) является обратным стандартизации раствора йода с арсенитом натрия, где К пробе добавляется известное и избыточное количество йодида:

As2O5+ 4 H + 4 I ⇌ As 2O3+ 2 I 2 + 2 H 2O

Для анализа сурьмы (V), некоторое количество винной кислоты добавляют для солюбилизации продукта сурьмы (III).

Определение гидросульфитов и сульфитов

Сульфиты и гидрогенсульфиты легко восстанавливают йод в кислой среде до йодида. Таким образом, когда разбавленное, но избыточное количество стандартного раствора йода добавляется к известному объему образца, присутствующие сернистая кислота и сульфиты количественно снижают содержание йода:

SO3+ I 2 + H 2 O → SO 4 + 2 H + 2 I
HSO 3 + I 2 + H 2 O → SO 4 + 3 H + 2 I

Определение сульфидов и гидросульфидов

Хотя содержание сульфида в образце можно определить прямо, как описано для сульфитов, результаты часто плохо и неточно. Доступен лучший альтернативный метод с более высокой точностью, который включает добавление к образцу избыточного, но известного объема стандартного раствора арсенита натрия, в ходе которого осаждается трисульфид мышьяка :

As2O3+ 3 H 2 S → As 2S3+ 3 H 2O

Затем определяют избыток триоксида мышьяка путем титрования стандартным раствором йода с использованием индикатора крахмала. Обратите внимание, что для получения наилучших результатов раствор сульфида должен быть разбавлен до концентрации сульфида не более 0,01 М.

Определение гексацианоферрата (III)

Когда йодид добавляется к раствору гексацианоферрат (III), существует следующее равновесие:

2 [Fe (CN) 6 ] + 2 I ⇌ 2 [Fe (CN) 6 ] + I 2

В сильнокислом растворе указанное выше равновесие находится далеко вправо, но в почти нейтральном растворе меняется на противоположное. Это затрудняет анализ гексацианоферрата (III), так как йодид и тиосульфат разлагаются в сильнокислой среде. Чтобы довести реакцию до завершения, в реакционную смесь, содержащую ионы калия, можно добавить избыточное количество соли цинка, которая количественно осаждает ион гексацианоферрата (II) :

2 [Fe (CN) 6 ] + 2 I + 2 K + 2 Zn → 2 KZn [Fe (CN) 6 ] + I 2

Осаждение происходит в слабокислой среде, таким образом устраняется проблема разложения йодида и тиосульфата в сильнокислой среде, а гексацианоферрат (III) может быть определен иодометрией, как обычно.

Ссылки
  1. ^Lide, David R., ed. (2006). Справочник по химии и физике CRC (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 0-8493-0487-3.
  2. ^ Mendham, J.; Denney, R.C.; Barnes, J.D.; Thomas, MJK (2000), Количественный химический анализ Фогеля (6-е изд.), Нью-Йорк: Прентис Холл, ISBN 0-582-22628-7
  3. ^«Хлор методом йодометрии». Индекс национальных экологических методов. США Геологическая служба.
Последняя правка сделана 2021-05-24 05:52:25
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте