Условия титрования

Значение рН

Иодиметрическое титрование проводят в нейтральной среде.

В кислой среде KI образует кислоту HI, которая под действием света выделяет свободный йод I₂. В сильнощелочной среде I₂ взаимодействует со щелочью. Имеет место реакция диспропорционирования по уравнению :

I₂ + 2 OH^- = IO^- + I^- + H₂O

гипоиодид

I₂ + 2e = 2 I ^- E⁰ = + 0,54 B

окислитель

I₂ + 4 ОН^- - 2e = 2 IO ^- + 2 Н₂О E⁰ = + 0,45 B

восстановитель

ЭДС= E⁰_ок. - E⁰восст. = 0,54 - 0,45 = 0,09 В

lg K_p = 0,09 x 2 / 0,06 = 3 . K_p = 10³

Температура

При повышении температуры йод I₂ улетучивается, синяя окраска крахмала, которая наблюдается в присутствии свободного йода, исчезает при нагревании. Поэтому иодиметрические определения проводят без нагревания.

Типы титрантов в иодиметрии

В иодиметрическом титровании применяют два вида титрантов :

1. 0,1 - 0,01 моль/л растворы йода I₂ (или I₃ ^- ).

2. 0,1 - 0,01 моль/л растворы тиосульфата натрия Na₂S₂O₃.

Между ними имеет место реакция по уравнению:

I₂ + 2 Na₂S₂O₃ = 2 NaI + Na₂S₄O₆ тетратионат натрия

I₂ + 2e = 2 I ^- E⁰ = 0,54 B

окислитель

2 S₂O₃ ^2- - 2e = S₄O₆ ^2- E⁰ = 0,09 B

восстановитель

ЭДС = Е⁰_ок. - Е⁰_вос. = 0,54 - 0,09 = 0,45 В

Рассчитаем константу равновесия этой реакции по формуле:

lg K_p = ЭДС х n / 0,06 = 0,45 x 2 / 0,06 = 15. К_р = 10¹⁵

Если в системах полуреакций титранта и определяемого вещества одинаковое число электронов, то потенциал в точке эквивалентности равен среднему арифметическому соответствующих стандартных потенциалов. Для рассматриваемой реакции потенциал в точке эквивалентности будет равен

Е_т.э. = ( 0,54 + 0,09 ) / 2 = 0,315 В

В данной реакции два моль ионов тиосульфата отдают два электрона, следовательно, молярная масса эквивалента восстановителя тиосульфата будет равна молярной массе.

Аналогично молярная масса йода равна атомной массе йода.

M_э ( Na₂S₂O₃ 5 H₂O ) = 2 M ( Na₂S₂O₃ 5 H₂O ) / 2 = 248,2 г/моль

М_э ( 1/2I₂ ) = A ( I) = 127 г/моль

Индикатор

Индикатором в иодиметрии является раствор ( 1% ) крахмала. Крахмал плохо растворяется в воде. При нагревании его взвеси в воде до кипения получается коллоидный раствор крахмала, который используется в иодиметрии. В присутствии свободного йода I₂ раствор крахмала имеет синий цвет. При достижении точки эквивалентности, когда весь йод I₂ оттитрован, синий цвет исчезает.

Раствор крахмала нельзя добавлять в концентрированные растворы йода I₂, так как синий цвет раствора тогда долго не исчезает. Крахмал адсорбирует значительные количества иода и очень медленно отдает в раствор. Рекомендуется добавлять крахмал в конце титрования, когда основная часть йода оттитрована и раствор станет желтого цвета. Возможны следующие два способа титрования.

Титрант - йод I₂ ( окислитель ). Титруем йодом какой -либо восстановитель, к которому добавлен индикатор крахмал. Определяемый восстановитель не дает синей окраски с крахмалом. После достижения точки эквивалентности избыточная капля I₂ йода окрасит раствор в синий цвет в присутствии крахмала.

Титрант - восстановитель Na₂S₂O₃. Определяемое вещество йод I₂, к которому добавлен раствор крахмала и наблюдается синий цвет. Постепенно по каплям добавляем титрант-восстановитель. В этом случае точку эквивалентности фиксируем по обесцвечиванию синей окраски, так как весь йод оттитрован восстановителем.

Преимущество иодиметрии перед другими методами титриметрии состоит в большей точности, которая объясняется высокой чувствительностью используемого индикатора крахмала.