Окислительно-восстановительное титрование

Методы окислительно-восстановительного титрования (редокс-методы) основаны на использовании реакций с переносом электронов, т.е. окислительно-восстановительных реакций (ОВР).

Классификация редокс-методов

– по характеру титранта:

– оксидиметрия – методы определения веществ-восстановителей с применением титранта-окислителя;

– редуктометрия – методы определения веществ-окислителей с применением титранта-восстановителя;

– по природе реагента, взаимодействующего с определяемым веществом:

– иодиметрия;

– броматометрия;

– перманганатометрия;

– нитритометрия;

– цериметрия и др.

Методы окислительно-восстановительного титрования

иОдиметрия, ИОДОМЕТРИЯ

Иодиметрическое титрование (иодиметрия) – метод определения восстановителей прямым титрованием стандартным раствором иода.

Иодометрическое титрование (иодометрия) – метод косвенного определения окислителей титрованием заместителя – иода – стандартным раствором тиосульфата натрия.

Довольно часто оба метода объединяют под общим названием иодиметрия или иодиметрическое титрование.

Стандартизацию раствора иода проводят по титрованному раствору натрия тиосульфата известной концентрации (вторичному стандарту) (индикатор – крахмал, титруют до синего окрашивания).

При титровании иода с использованием крахмала в качестве индикатора несколько капель раствора крахмала добавляют после приобретения титруемым раствором соломенно-желтой окраски (цвет остаточного иода). Затем титруют до исчезновения синей окраски.

Стандартизацию раствора натрия тиосульфата проводят по титрованному раствору калия бромата известной концентрации (вторичному стандарту) в присутствии калия иодида и хлористоводородной кислоты (индикатор – крахмал, титруют до обесцвечивания синего окрашивания).

Стандартный раствор иода хранят в защищенном от света месте в сосудах темного стекла с притертыми пробками.

Стандартный раствор натрия тиосульфата хранят в защищенном от света месте, не допуская взаимодействия с углекислым газом, в сосудах темного стекла с притертыми пробками.

Примеры методов иодиметрического титрования лв согласно гф

Натрия тиосульфат (Na₂S₂O₃ ∙ 5H₂O) – прямая иодиметрия; индикатор – крахмал (или без индикатора по окраске, вызываемой избытком титранта); переход окраски индикатора в ТКТ от бесцветной к синей (при безиндикаторном титровании – от бесцветной к желтой):

2 Na₂S₂O₃ + I₂ → 2 NaI + Na₂S₄O₆

A B

I₂ + 2e → 2 I^- │ 2 │ 1 │ окислитель (восстанавливается)

2 S₂O₃^- - 2e → S₄O₆^2- │ 2 │ 1 │ восстановитель (окисляется)

f(экв) А = 1 (2 : 2) T_B/A, г/мл = C(B) ∙ f(экв) А ∙ M(A) / 1000

Определение кофеина в Кофеин-бензоате натрия С₈H₁₀N₄O₂ (40%) + С₇H₅NaO₂ (60%) – обратная иодиметрия; индикатор – крахмал (или без индикатора по окраске, вызываемой избытком титранта); переход окраски индикатора в ТКТ от бесцветной к синей (при безиндикаторном титровании – от бесцветной к желтой):

С₈H₁₀N₄O₂ + 2I₂ → С₈H₁₀N₄O₂ ∙ HI ∙ I₄ ↓

A

2 I₂ + 4 Na₂S₄O₆ → 4 NaI + 2 Na₂S₄O₆

B

f(экв) А = ¼ T_B/A, г/мл = C(B) ∙ f(экв) А ∙ M(A) / 1000

Меди сульфат (CuSO₄ ∙ 7H₂O) – заместительное (косвенное) иодиметрическое титрование; индикатор – крахмал (или без индикатора по окраске, вызываемой избытком титранта); переход окраски индикатора в ТКТ от бесцветной к синей (при безиндикаторном титровании – от желтой к бесцветной):

2CuSO₄ + KI = 2CuI₂ + K₂SO₄

A

2CuI₂ = 2CuI + I₂

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

B

f(экв) А = 1 (2 : 2) T_B/A, г/мл = C(B) ∙ f(экв) А ∙ M(A) / 1000

Калия перманганат (KMnO₄) – заместительное (косвенное) иодиметрическое титрование; индикатор – крахмал (или без индикатора по исчезновению окраски иода, вызываемой избытком титранта); переход окраски индикатора в ТКТ от синей к бесцветной (при безиндикаторном титровании – от желтой к бесцветной):

2KMnO₄ + 10 KI + 8H₂SO₄ → 5I₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

A

5I₂ + 10Na₂S₄O₆ → 10NaI + 5Na₂S₄O₆

B

MnO₄^- + 5e + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O│ 2 │ окислитель (восстанавливается)

NO₂^- - 2e → NO₃^- │ 5 │ восстановитель (окисляется)

или

Mn⁷⁺ + 5e → Mn²⁺ │ 2 │ окислитель (восстанавливается)

N³⁺ - 2e → N⁵⁺ │ 5 │ восстановитель (окисляется)

f(экв) А = 1/2 T_B/A, г/мл = C(B) ∙ f(экв) А ∙ M(A) / 1000

Определение воды методом К.Фишера (H₂O) – акваметрия. Метод является фармакопейным, включен во все известные Фармакопеи.

Он основан на титровании воды, содержащейся в анализируемом объекте реактивом К.Фишера – раствором иода, диоксида серы и пиридина в метаноле. Реакция протекает только в присутствии воды:

иода прямая иодиметрия; индикатор – крахмал (или без индикатора по окраске, вызываемой избытком титранта); переход окраски индикатора в ТКТ от бесцветной к синей (при безиндикаторном титровании – от бесцветной к желтой):

H₂O + SO₂ + I₂ + 3С₅Н₅N → 2С₅Н₅N∙HI + С₅Н₅N∙SO₃

A B

С₅Н₅N∙SO₃ + СН₃OH → С₅Н₅NHSO₄СН₃

Метод иодиметрии применяют в фармацевтическом анализе для определения окислителей, таких как пероксид водорода, пероксид магния, калия дихромат, калия перманганат, натрия арсенат, иод и др.