3. Иодометрия

Этот метод основан на реакции:

I₃^– + 2e^–  3I^–; E^o (I₃^–/3I^–) = 0,545 В.

Иод является окислителем средней силы, поэтому данную систему используют как для определения как окислителей, так и восстановителей.

Методы, основанные на прямом окислении веществ раствором иода, иногда называют иодиметрическими, а методы, в которых окисляется иодид с последующим титрованием выделившегося иода – иодометрическими.

Индикатором в иодометрии служит 1% свежеприготовленный раствор крахмала, который образует с иодом соединение синего цвета комплексно-адсорбционного типа. Чувствительность крахмала высока, но резко падает с повышением температуры. Крахмал следует добавлять в конце титрования, иначе он даёт настолько прочные соединения с иодом, что идет перерасход титранта Na₂S₂O₃.

Раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ стандартизируют иодометрически, используя в качестве первичных стандартов высокочистые KCr₂O₇, KIO₃, KBrO₃ или металлическую медь (при растворении образуется Cu²⁺). При использовании К₂Сr₂O₇ темно-зеленая окраска образующегося хрома(III) затрудняет установление конца титрования по исчезновению окраски иод-крахмального соединения. При иодометрическом титровании меди(II) конечная точка титрования будет размытой, если не добавить тиоцианат-ион.

Работа №1 Стандартизация раствора Na2s2o3 по дихромату калия

Прямое титрование тиосульфата дихроматом провести нельзя, т.к. реакция с сильными окислителями идет нестехиометрично. Поэтому используется метод замещения. Сначала проводят реакцию между дихроматом и иодидом:

Cr2O72– + 6I– + 14H+  2Cr3+ + 3I2 + 7H2O.

(1)

Выделившийся йод в количестве, эквивалентном дихромату, оттитровывают тиосульфатом натрия:

I2 + 2S2O32–  2I– + S4O62–.

(2)

В результате реакции на каждый моль Cr₂O₇^2– выделяется 3I₂, который затем реагирует с 6S₂O₃^2–, поэтому количество молей Cr₂O₇^2– эквивалентно 1/6 молям S₂O₃^2–, используемого для титрования.

Для протекания реакции (1) необходима сравнительно высокая концентрация Н⁺ (для повышения потенциала системы Cr₂O₇^2–/2Cr³⁺), большой избыток иодида (для растворения I₂ и понижения потенциала системы I₃^–/3I^–). Так как скорость реакции (1) невелика, нужно некоторое время.

Реакция (2) протекает гораздо быстрее, чем

S₂O₃^2– + 2H⁺  H₂SO₃ + S.

Тем не менее титровать нужно быстро для предотвращения окисления иодида кислородом воздуха и обязательно при интенсивном перемешивании для устранения локального избытка тиосульфата, на появление которого указывает помутнение раствора из-за образования коллоидной серы. Так же перед титрованием иода нужно понизить концентрацию Н⁺ разбавлением и для ускорения реакции необходим большой избыток иодида (эффект одноименного иона).

План работы

1. Записать уравнения реакций, обосновать направленность.

2. Обосновать условия реакций (1) и (2).

3. Методика работы.

4. Титрование. Расчёт и обработка результатов. Все результаты должны быть занесены в таблицу.

Реагенты:

K₂Cr₂O₇ – кристаллический, х.ч.;

Na₂S₂O₃ – 0,05н раствор;

H₂SO₄ – 2н раствор;

KI – 10% раствор;

Крахмал – 1% свежеприготовленный раствор.

Методика. Работу можно выполнить методом отдельных навесок или методом пипетирования. В первом случае, рассчитывают величину теоретической навески K₂Cr₂O₇, чтобы на её титрование шло ~ 15 мл титранта и берут четыре экспериментальные навески, близкие по массе к теоретической. В коническую колбу для титрования емкостью 200–250 мл внести с помощью мерного цилиндра 15–20 мл 2н H₂SO₄, 10 мл 10% KI (раствор должен оставаться бесцветным) и количественно перенести навеску K₂Cr₂O₇.

Перемешать и поставить в тёмное место на 3–5 мин., прикрыв часовым стеклом. Затем добавить 100 мл дистиллята и быстро оттитровать раствором тиосульфата до бледно-желтой окраски; добавить 1–2 мл 1% крахмала и дотитровать до исчезновения синей окраски. В КТТ окраска должна быть бледно-зелёная (Cr³⁺). Сделать расчёты.