Методы окислительно-восстановительного титрования
Титрант |
Название метода |
KMnO4 - перманганат калия |
Перманганатометрия |
K2Cr2O7 - дихромат калия |
Дихроматометрия (бихроматометрия) |
I2 -йод, Na2S2O3 - тиосульфат натрия |
Иодиметрия |
KIO3 - иодат калия |
Иодатометрия |
KBrO3 - бромат калия |
Броматометрия |
Церий Ce (IV) в виде анионных комплексов [Ce(ClO4)6]2-, [CeCl6]2- и др. |
Церийметрия |
Способы окислительно - восстановительного титрования: прямое, обратное, заместительное.
Индикаторы, применяемые в окислительно - восстановительном титровании
Для определения точки эквивалентности в окислительно-восстановительном методе титрования применяют различные способы.
Индикаторами могут быть вещества, изменяющие свой цвет при изменении окислительно-востановительного потенциала (Е) системы (редокс-индикаторы) ; специфические индикаторы, изменяющие свой цвет при появлении избытка титранта или исчезновении определяемого вещества.
Редокс- индикаторы существуют в двух формах : окисленной Ind ок и восстановленной Ind восст. Их цвета отличаются.
Ind ок + ne = Indвос.
Переход индикатора из одной формы в другую и изменение его окраски происходит при определенном потенциале, который наблюдается при равенстве окисленной и восстановленной форм индикатора. Потенциал вычисляют по уравнению Нернста :
EInd = E0 Ind + (0,06/n ) lg [Indок/ Ind вос.]
При [ Indок ] = [Indвос.] , EInd = E0Ind.
Интервал перехода (ИП) индикатора, в котором происходит заметное изменение его
окраски, лежит в пределах отношений обеих форм индикатора от 1/10 до 10/1 и равен :
при [Ind ок]/ [Ind вос.] = 1/10; E = E0 + 0,06/n lg 10-1 = E0 - 0,06/n;
при [Ind ок] / [Ind вос] = 10/1; E = E0 + 0,06/n lg 101 = E0 + 0,06/n
ИП = E0
0,06/n - этот
интервал невелик.
Редокс-индикаторы могут быть: обратимые, обратимо меняющие свой цвет при изменении потенциала системы; необратимые, которые окисляются или восстанавливаются необратимо, и цвет индикатора при этом меняется необратимо; люминесцентные, в растворах которых в определенном интервале появляется люминесценция ( свечение ).
Примеры обратимых редокс - индикаторов: дифениламин NH(C6H5)2 применяют в кислой среде ( pH = 0 ), его потенциал перехода окраски E0 = 0,76 В. Имеет цвет - бесцветный и фиолетово-синий. При значении потенциала меньше, чем 0,76 В, дифениламин бесцветен.
Фенилантраниловая кислота (СООН)NH( C6H5)2 растворяется в щелочной среде. Потенциал перехода окраски Е0 = 1,08 В. Изменение цвета как у дифениламина. Редокс-индикаторы подбирают таким образом, чтобы потенциал изменения цвета индикатора находился в пределах скачка потенциала на кривой титрования ( рис.3 ).
Примеры специфических индикаторов: крахмал на свободный иод I2 , вернее на трииодид ион [ I3]-. Эффект - синий цвет крахмала в присутствии свободного иода. Крахмал с I2 образует смешанные адсорбционные и комплексные соединения ярко-синего цвета.
Тиоцианат аммония NH4SCN используется при титровании солей Fe3+ . Ион SCN- образует с катионом Fe3+ окрашенные в красный цвет комплексные ионы [FeSCN]2+, [Fe(SCN)2]+ и т.д. В точке эквивалентности раствор из красного становится бесцветным.
Титрант KMnO4 сам может играть роль индикатора. При титровании перманганатом бесцветных или слабоокрашенных растворов не требуется применения индикаторов, так как избыток титранта определяется по своему собственному цвету. Температура раствора и концентрация в нем кислоты не отражается на границе видимости розового цвета. При избытке одной капли KMnO4 раствор окрашивается в розовый цвет после достижения точки эквивалентности.
Многие индикаторы метода окислительно-восстановительного титрования обладают кислотными или основными свойствами и могут менять свое поведение в зависимости от рН среды. В таких случаях титрование ведут , создав необходимое рН.