Приготовление и стандартизация раствора тиосульфата натрия

Имеющийся в продаже препарат тиосульфата натрия содержит около 99,0% Na₂S₂O₃  5H₂O. Получить вещество химически чистым нельзя, так как оно неустойчиво при хранении. Поэтому сначала готовят раствор с приблизительной концентрацией, а затем стандартизуют его. В качестве первичных стандартов используют различные окислители, например, дихромат калия, которые титруют раствором тиосульфата по методу замещения, в основу которого положена реакция окисления иодида до иода. Эта реакция протекает во времени и чтобы ускорить ее, среда раствора должна быть достаточно кислой, но не чрезмерно, чтобы не инициировать окисление иодида калия кислородом воздуха, что приводит к завышенным результатам. Для подкисления используют либо серную, либо соляную кислоту. Количество прибавляемого иодида калия должно превышать эквивалентное приблизительно в 4 раза, чтобы избытка иодида калия хватило на растворение выделяющегося иода. Так, если для реакции берут 10 мл 0,1 н. раствора K₂Cr₂O₇, то иодида калия потребуется 0,17 г, а в четырехкратном избытке 0,7 г, или 7 мл 10%-ного раствора. Так как иодид калия может содержать примесь KIO₃, возможно выделение свободного иода (пожелтение раствора):

5I^- + IO₃^- + 6H⁺  3I₂ + 2H₂O.

Последний в этом случае необходимо обесцветить, прибавляя по каплям 0,01 н. раствор Na₂S₂O₃. Исходя из этого, иодид калия и кислоту рекомендуют вводить в реакцию в виде заранее приготовленной смеси, не содержащей свободного иода. Если иодид калия примесей не содержит, все компоненты вводят в реакцию отдельно.

Ход анализа

Рассчитанную навеску отвешивают на технохимических весах, переносят в склянку соответствующей вместимости и растворяют в предварительно прокипяченной и охлажденной дистиллированной воде. Для повышения устойчивости раствора Na₂S₂O₃ к нему прибавляют Na₂CO₃ (из расчета 0,1 г на 1 л). Раствор хранят в бутыли из темного стекла, закрыв пробкой, снабженной хлоркальциевой трубкой с натронной известью.

Спустя сутки после приготовления приступают к стандартизации раствора тиосульфата (если раствор приготовлен не из свежепрокипяченной воды, то ему необходимо постоять 7–10 дней).

В коническую колбу отвешивают на аналитических весах навеску дихромата калия, например 0,1 г, растворяют в воде (10–15 мл), прибавляют необходимое количество иодида калия (в нашем примере 15 мл 10%-ного раствора) и 12–15 мл 2 н. H₂SO₄. Смесь выдерживают в темном месте 3–5 мин, закрыв колбу стеклом или пробкой.

Заполнив бюретку раствором тиосульфата натрия, приступают к титрованию, предварительно убедившись при этом, что выделившийся в колбе иод полностью растворился (в противном случае необходимо добавить в смесь дополнительное количество KI), и разбавив раствор вдвое водой. Титрование проводят до появления светло-желтой (желто-зеленой) окраски раствора, когда большая часть иода оттитрована; прибавляют 1–2 мл крахмала и заканчивают титрование, когда темно-синяя окраска раствора иодкрахмального комплекса перейдет в голубовато-зеленую окраску, свойственную ионам Cr³⁺.

Вместо навески дихромата можно отобрать пипеткой определенный объем стандартного раствора K₂Cr₂O₇ (например, 20 мл 0,1 н. раствора). Если берется меньшая навеска или меньший объем дихромата, количество иодида калия и кислоты соответственно уменьшается.

Расчет результатов анализа. При выполнении анализа методом отдельных навесок молярную концентрацию эквивалента раствора тиосульфата натрия рассчитывают по формуле:

.

При выполнении работы методом аликвотных проб, рассчитывая концентрацию Na₂S₂O₃, пользуются формулой:

.