Работа 2 Определение меди(II)

Иодометрическое определение меди основано на реакциях:

2Cu2+ + 4I–→ 2CuI↓ + I2.	(1)
I2 + 2S2O32–  2I– + S4O62–, Eo(Cu2+/CuI) = 0,86 B.	(2)

Для протекания реакции (1) в растворе надо создать среду с рН = 2–4 для предотвращения гидролиза Cu²⁺ и таким путём повысить потенциал системы Cu²⁺/CuI, в более кислой среде заметно ускоряется окисление иодида растворенным кислородом, катализируемое ионами меди(II). Так же необходим большой избыток иодида (для понижения потенциала системы I₂/2I^– и растворения иода).

Для подкисления не следует применять HCl, т.к. образование хлоридных комплексов меди(II) затрудняет восстановление Cu(II); используют растворы H₂SO₄ или CH₃COOH. К занижению результатов приводит адсорбция I₃^– на поверхности осадка CuI. Уменьшить влияние этого фактора можно, вводя KSCN. Тиоцианат покрывает осадок слоем CuSCN и вытесняет адсорбированный иод:

CuI_(тв.) + SCN^– = CuSCN_(тв.) + I^–_.

Растворимость тиоцианата меди(I) более чем в 10 раз меньше растворимости CuI, что обеспечивает протекание реакции, по крайней мере, на поверхности осадка (CuSCN не адсорбирует I₃^–). Добавлять тиоцианат нужно вблизи КТТ, так как он медленно окисляется иодом до сульфата.

План работы.

1. Записать уравнения реакций, обосновать их направленность.

2. Обосновать условия титрования.

3. Методика определения.

4. Титрование. Расчёт N ± ε , С и Т соли меди(II).

5. Решение контрольной экспериментальной задачи. Расчёт V контр. Cu²⁺ ± ε и С определения.

Реагенты:

Na₂S₂O₃ – 0,05н, стандартный раствор;

H₂SO₄ – 2н раствор;

KI – 10% раствор;

Крахмал – 1% свежеприготовленный раствор;

CuSO₄ – исходный раствор (~0,5М).

Методика. В мерной колбе на 100 мл приготовить ~ 0,05М раствор из исходного раствора CuSO₄. В колбу для титрования внести аликвоту приготовленного раствора соли меди(II), 2–4 мл 2н Н₂SO₄, 10–15 мл 10% KI, прикрыть и поставить в тёмное место на 5 минут. Затем титровать раствором Na₂S₂O₃ до жёлтой окраски суспензии, добавить 1 мл 1% крахмала и дотитровать при тщательном перемешивании до белой (телесной) окраски суспензии. Сделать расчёты.

Аналогично провести титрование контрольной задачи и определить выданный исходный объём V(CuSO₄) или массу m(CuSO₄).

Работа №3 Определение аскорбиновой кислоты во фруктовых напитках

Аскорбиновая кислота (витамин С) содержится во многих фруктах, ягодах, овощах. Она регулирует окислительно-восстановительные процессы в организме, повышает сопротивляемость организма к инфекциям. Ее добавляют в напитки для подкисления и повышения их биологической ценности, а так же как стабилизатор. Количественное определение содержания аскорби­новой кислоты в растворах проводят, в том числе и йодометрически, однако надо учитывать то обстоятельство, что в растворах аскорбиновой кислоты может, присутствует стабилизатор – гидросульфит натрия NaHSO₃, который как восстановитель может реагировать с йодом. Поэтому предварительно к раствору аскорбино­вой кислоты добавляют раствор формальдегида (формалин). Последний связывает гидросульфит натрия и, таким образом, йод затрачивается только на окисление аскорбиновой кислоты:

Количественное определение аскорбиновой кислоты основано на ее восстановительных свойствах. При взаимодействии с йодом она окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты:

С₆Н₈О₆ + I₂ → C₆H₆O₆ + 2HI.

Высокая концентрация аскорбиновой кислоты в напитках препятствует взаимодействию йода с другими восстановителями, например, с глюкозой, фруктозой, амилозой.

Для определения аскорбиновой кислоты применяют метод обратного титрования: к анализируемой пробе добавляют избыток йода, остаток, не вступившего в реакцию с аскорбиновой кислотой йода титруют раствором тиосульфата натрия, используя крахмал в качестве индикатора.

Реагенты.

Na₂S₂O₃ – стандартизованный раствор (0,05н).

H₂SO₄ – 2н раствор.

Цитрусовый сок (без мякоти).

I₂ – 0,1/0,05н раствор.

Индикатор – свежеприготовленный раствор крахмала (0,5–1%).

Методика 1. В колбу для титрования отмерить 10,00 мл фруктового напитка, добавить 3–4 мл 2н раствора серной кислоты, пипеткой ввести 5,00 мл 0,05н (0,1н) раствора йода, колбу прикрыть стеклом и оставить на 5 минут. За это время аскорбиновая кислота окисляется. Затем избыток йода титровать раствором тиосульфата натрия до перехода бурой окраски в светло-желтую. Добавить раствор крахмала и продолжать титровать до обесцвечивания раствора. Отметить объем титранта, до сотых, пошедший на титрование аликвоты фруктового напитка. Повторить титрование не менее 3 раз.

Расчет содержания аскорбиновой кислоты в 1 л напитка вычисляют по формуле (m, г):

где М(½ С₆Н₈О₆) = f_Э(С₆Н₈О₆) ∙ М(С₆Н₈О₆) = ½ ∙ 176,12 = 88,06 (г/моль)

Методика 2. Бюретку заполняют рабочим раствор тиосульфата натрия. В две колбы помещают соответственно 10,0 мл дистиллированной воды и 10,0 мл фруктового сока, далее в обе колбы вносят 4–5 мл серной кислоты и по 5,0/10,0 мл раствора иода. Колбу прикрыть стеклом и оставить на 3–5 мин. За это время аскорбиновая кислота окисляется. Затем обе пробы титруют рабочим раствором тиосульфата натрия. Крахмал добавляют в конце титрования, когда титруемый раствор приобретает бледно-желтую окраску, продолжают титровать до исчезновения синего окрашивания раствора. В принятых условиях другие восстановители (например, глюкоза) не реагируют с иодом. Отметить объем титранта, до сотых, пошедший на титрование аликвоты фруктового напитка. Повторить титрование не менее 3 раз.

Содержание (m, г) аскорбиновой кислоты в 1 л напитка вычисляют по формуле:

V₁ и V₂ – объемы тиосульфата натрия, пошедшие на титрование холостой пробы и сока, соответственно.

Рассчитать содержание аскорбиновой кислоты. Результаты обработать методами математической статистики и занести в таблицу. Сделать соответствующий вывод. Провести сравнение (выявить преимущества/недостатки) обеих методик определения аскорбиновой кислоты.