21.7. Примеры йодометрических определений

Лабораторная работа 1. Установление молярной концен­трации эквивалента рабочего раствора тиосульфата натрия.

Молярную концентрацию эквивалента (нормальность) раствора тиосульфата натрия можно установить по раствору дихромата калия с помощью косвенного (заместительного) титрования. К точному объему раствора К₂Сr₂O₇ добавляют избыток раствора йодида калия KI. Число моль эквивалентов выделившегося йода равно числу моль эквивалентов взятого К₂Сr₂O₇. Йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия:

К₂Сr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O + 4K₂SO₄ + 3I₂;

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆.

Цель работы. Установить точную концентрацию рабо­чего раствора Na₂S₂O₃.

Оборудование. Бюретка, пипетка Мора, мерный ци­линдр, колбы для титрования, воронки.

Реактивы. Рабочий раствор Na₂S₂O₃ (приблизительная концентрация 0,02 н.), раствор первичного стандарта -0,02000 н. К₂Сr₂О₇; раствор KI с со (KI) = 5 %; 1М раствор серной кислоты; индикатор - раствор крахмала с его мас­совой долей 0,5 %.

Выполнение работы. Заполняют бюретку раствором Na₂S₂O₃, точную концентрацию которого надо устано­вить. В три конические колбы для титрования вносят по 10 мл раствора серной кислоты и по 5 мл раствора KI с по­мощью мерного цилиндра. Затем вносят в колбы по 10 мл стандартного раствора К₂Сr₂O₇ с помощью пипетки Мора. Колбы оставляют стоять в темном месте 3-5 мин для пол­ного выделения йода. Выделившийся йод титруют раство­ром тиосульфата натрия до светло-желтой (соломенной) окраски раствора и добавляют 1 мл раствора крахмала. Продолжают титрование медленно, энергично перемеши­вая содержимое колбы, до полного исчезновения синей ок­раски. Титрование повторяют до тех пор, пока не получат не менее трех результатов, которые отличаются друг от друга не более, чем на 0,1 мл. Результаты титрования запи­сывают в таблицу (см. лабораторную работу 2, гл. 20.6).

Обработка результатов эксперимента. Находят сред­ний объем раствора Na₂S₂O₃, затраченного на титрование выделившегося йода. Концентрацию раствора тиосульфа­та натрия рассчитывают по закону эквивалентов:

V(K₂Cr₂O₇) • C(l/6K₂Cr₂O₇) = V(Na₂S₂O₃) • C(Na₂S₂O₃).

Рассчитывают титр раствора Na₂S₂O₃ по формуле (19.11).

Лабораторная работа 2. Приготовление рабочего раствора йода и определение его точной концентрации.

Раствор йода можно приготовить из продажного крис­таллического йода без предварительной очистки возгон­кой. В таком случае готовят раствор приблизительно нуж-1ой концентрации, исходя из рассчитанной навески, а за­тем устанавливают его точную концентрацию.

Цель работы. Закрепить навыки приготовления титрованных растворов.

Оборудование. Технические весы с разновесами, бюкс, мерная колба вместимостью 100 мл, химический стакан шестимостью 200 мл, стеклянная палочка, воронка, склянка с пробкой для хранения приготовленного раствора, пипетки, бюретка, колбы для титрования.

Реактивы. Кристаллический йод, йодид калия ква­лификации ч.д.а, дистиллированная вода, рабочий рас­твор Na₂S₂O₃ с молярной концентрацией эквивалента 0,02000 моль/л, раствор крахмала с массовой долей его 0,5 %.

Выполнение эксперимента. Взвешивают на техниче­ских весах около 0,9 г KI и высыпают в стакан. Затем взве­шивают около 0,3 г кристаллического йода в бюксе на тех же весах и высыпают в тот же стакан. Смесь I₂ и KI рас­творяют в 20-30 мл дистиллированной воды и переносят в мерную колбу на 100 мл, доливают до метки водой. Приго­товленный раствор йода переливают в склянку с пробкой.

Для определения точной концентрации приготовленно­го раствора йода 5 мл его с помощью пипетки Мора перено­сят в колбу для титрования. Титруют раствором тиосуль­фата натрия из бюретки до бледно-желтой окраски раство­ра, затем добавляют 5-7 капель крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски. Отмечают об­щий объем тиосульфата натрия, пошедший на титрование. Титрование повторяют до тех пор, пока не получат не ме­нее трех результатов, которые отличаются друг от друга не более, чем на 0,05 мл. Результаты титрования записывают в таблицу (см. лабораторную работу 2, гл. 20.6.).

Обработка результатов эксперимента. Находят сред­ний объем раствора Na₂S₂O₃, затраченного на титрование йода. Рассчитывают молярную концентрацию эквивален­та, титр и массовую долю (%) йода в растворе. Делают вы­вод о процентном содержании йода в растворе.

Лабораторная работа 3. Определение меди в сульфате меди (II).

Йодометрический метод считается лучшим для опреде­ления меди. Он достаточно точен. Присутствие посторонних веществ не оказывает существенного влияния на точность результатов анализа. Определение основано на реакции

2CuSO₄ + 4KI → 2CuI + I₂ + K₂SO₄.

Наиболее полно реакция протекает при рН 5,0-6,0. Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия.

Цель работы. Закрепить навыки количественного опреде­ления окислителей методом заместительного титрования на примере определения массовой доли меди в сульфате меди.

Оборудование. Аналитические весы с разновесами, бюкс, воронка, Мерная колба на 100 мл, часовое стекло, пипет­ка, бюретка, конические колбы для титрования.

Реактивы. Кристаллогидрат сульфата меди CuSO₄ • 5Н₂О, раствор KI с массовой долей его 5 %, 0,02000 н. раствор Na₂S₂O₃, 2 н. раствор уксусной кислоты, дистиллирован­ная вода.

Выполнение эксперимента. Навеску CuSO₄ • 5Н₂О около 2,5 г взвешивают на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу на 100 мл и растворяют в дистил­лированной воде. Добавляют 5 мл 2 н. раствора уксусной кислоты, доводят раствор водой до метки и перемешивают.

В три колбы для титрования вносят по 20 мл раствора KI и с помощью пипетки Мора - по 10 мл приготовленно­го раствора сульфата меди (II). Накрывают смесь часовым стеклом и дают постоять в темном месте 5—6 минут для полного выделения йода. Выделившийся йод титруют рас­твором тиосульфата натрия, не обращая внимания на об­разующийся осадок йодида одновалентной меди, до свет­ло-желтой (соломенной) окраски раствора и добавляют 2 мл крахмала. Продолжают медленно титровать до исчез­новения синей окраски. Результаты титрования записы­вают в таблицу (см. лабораторную работу 2, гл. 20.6.).

Обработка результатов эксперимента. Находят сред­ний объем раствора Na₂S₂O₃, затраченного на титрование выделившегося йода. Затем рассчитывают концентрацию раствора С(Сu²⁺) в моль/л, используя закон эквивалентов:

С(Сu²⁺) • V(Cu²⁺) = C(Na₂S₂O₃) • V(Na₂S₂O₃).

Рассчитывают титр ионов (Сu²⁺) в г/мл:

T(Cu²⁺) = C(Cu²⁺) • M(Cu²⁺)

1000

где M(Cu²⁺) - молярная масса эквивалента меди равна 63,54 г/моль.

Затем массу ионов меди в 100 мл раствора рассчитывают по формуле

m(Cu²⁺) = T (Cu²⁺) • 100

Наконец, массовая доля (%) меди в навеске:

ω(Cu²⁺) = m(Cu²⁺) • 100%

a

где а - навеска кристаллогидрата сульфата меди (II), г.

На основании полученного результата делают вывод о содержании меди в кристаллогидрате сульфата меди.