8

З А Н Я Т И Е 4

ТЕМА: Оксидиметрия.

Теоретические основы иодометрии

1. ЗНАЧИМОСТЬ ИЗУЧАЕМОЙ ТЕМЫ: Иодометрический метод объемно­го анализа открывает перед исследователем широкие возможности для точного количественного определения широкого спектра веществ в растворах, в том числе в биологических жидкостях.

По сравнению с другими титриметрическими методами метод ио­дометрии отличается высокой степенью точности и надежности полу­ченных данных.

2. ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Изучить теоретические основы метода иодо­метрии, играющего важную роль в медико-биологических исследовани­ях.

3. ЗАДАЧИ: после изучения темы

а) студент должен знать:

- какие реакции используются в методе иодометрии;

- какие растворы и для каких целей используют в иодометрии;

- понятие о стандартизации титрантов;

- определение содержания восстановителей в растворе по мето­ду прямого или обратного титрования;

- определение содержания окислителей по методу косвенного титрования;

- фиксирование точки эквивалентности;

- условия проведения иодометрии.

б) студент должен уметь:

- составлять ОВР;

- расставлять коэффициенты в ОВР методом ионно-электронных схем;

- решать расчетные задачи по прямому, косвенному или обрат­ному титрованию в иодометрии;

- выполнять статистическую обработку полученных результатов.

в) приобрести практические навыки:

- по проведению процессов прямого и косвенного титрования;

• по выполнению количественных расчетов.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Теоретические основы иодометрии.

2. Стандартизация титрантов в иодометрии.

3. Определение содержания восстановителей в растворе по ме­тоду прямого или обратного титрования.

4. Определение содержания окислителей по методу косвенного титрования.

Теоретические основы иодометрии:

МЕТОД ИОДОМЕТРИИ основан на окислительно-восстановительных реакциях, связанных с превращением I₂ в ионы I^- и обратно:

I₂ + 2 ē ↔ 2 I^¯

Свободный йод является окислителем, а иодид-ион является восста­новителем. Поэтому йодометрические методы применяются как для оп­ределения окислителей, так и для определения восстановителей.

Основными рабочими растворами в йодометрии являются растворы йода I₂ для прямого титрования восстановителей и раствор натрия тиосуль­фата Na₂S₂O₃^.5H₂O для определения окислителей и для обрат­ного титрования восстановителей.

Основной титриметрической реакцией в методе йодометрии явля­ется взаимодействие раствора иода с рабочим раствором тиосульфата натрия:

I₂ + 2 Na₂S₂O₃ = 2 NaI + Na₂S₄O₆

^{(тетратионат Na)}

_{_}

I₂ + 2 ē → 2 I^¯ 1_{_}

2 S₂О₃^2- - 2 ē → S₄О₆^2- 1

I₂ + 2 S₂О₃^2- → 2 I^¯ + S₄О₆^2-

Из полуреакции 2S₂О₃^2-/S₄О₆^2- видно, что f_экв.(Na₂S₂О₃) = 1. Следовательно,

M (Na₂S₂O₃) = M (Na₂S₂O₃) и С_н(Na₂S₂O₃) = C_М (Na₂S₂O₃).

В качестве индикатора в иодометрии используется водный раствор крахмала, который образует с молекулярным йодом иодкрахмальное соединение синего цвета. При титровании восстановителей рабочим раствором йода точка эквивалентности определяется по появлению интенсивно-синего окрашивания. При титровании I₂ рабочим раство­ром тиосульфата натрия конец реакции определяется по исчезновению синей окраски от одной капли раствора тиосульфата натрия. Крахмал необходимо добавлять в самом конце титрования, когда йода в раст­воре становится мало и раствор приобретает соломенно-желтый цвет.

Количественное определение окислителей методом иодометрии производят следующим образом: к подкисленному раствору окислителя прибавляют избыток раствора KI. В результате реакции выделяется эквивалентное количество I₂, который оттитровывают в присутствии крахмала рабочим раствором соответствующего восстановителя и по объему восстановителя, израсходованного на титрование, определяют количество окислителя.

Дихромат калия в кислой среде стехиометрично реагирует с растворимыми иодидами с образованием эквивалентного количества молекулярного йода:

K₂Cr₂O₇ + 6 KI + 7 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3 I₂ + 7 H₂O

Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6 ē → 2 Cr³⁺ + 7 H₂O 1

2 I^¯ - 2 ē → I₂ 3

Cr₂O₇^2- + 6 I^¯ + 14 H⁺ → 2 Cr³⁺ + 3 I₂ + 7 H₂O

Образовавшийся молекулярный йод оттитровывают раствором тиосуль­фата натрия, точную концентрацию которого следует установить.

Согласно принципу эквивалентности, количество I₂, образовав­шегося в реакции, эквивалентно количеству K₂Cr₂O₇ и количеству Na₂S₂O₃:

n_э(К₂Cr₂O₇) = n_э(I₂) = n_э(Na₂S₂O₃)