Йодометрия Сущность метода

Йодометрическое титрование основано на окислительно-восстановительных реакциях с участием свободного йода I₂ и йодид-анионов I^.

Свободный йод ведет себя в реакциях как окислитель:

I₂ + 2e = 2I^

Используя раствор свободного йода в качестве титранта, определяют количество восстановителей в исследуемом растворе.

Индикатором в данном случае является раствор крахмала, который образует с йодом комплекс синего цвета. Раствор крахмала добавляют при этом к анализируемому раствору и затем титруют раствором элементарного йода до появления неисчезающей синей окраски.

Йодид-анионы играют роль восстановителей:

2I^  2e = I₂

С помощью йодид-ионов можно определить концентрацию окислителей в растворе. При этом используют метод обратного титрования. К исследуемому раствору прибавляют избыток йодида калия, из которого окислитель выделяет строго эквивалентное количество элементарного йода. Последний оттитровывают в присутствии крахмала раствором восстановителя, как правило тиосульфатом натрия (Na₂S₂O₃) до обесцвечивания раствора.

I₂ + 2 Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

Структурно реакцию можно представить так:

О ОNa O ONa

S S

O SNa O S

+ I₂  2 NaI +

О SNa O S

S S

О ONa O ONa

Тиосульфат натрия Тетратионат натрия Na₂S₄O₆

Следовательно, в йодометрии применяют два рабочих раствора. Рабочий раствор элементарного йода используют при определении количества восстановителя в растворе. При определении количества окислителя рабочим раствором является тиосульфат натрия. Метод йодометрического титрования является достаточно точным. При проведении анализа необходимо соблюдать следующие условия:

• титрование проводить на холоду, так как повышение температуры снижает чувствительность крахмала как индикатора;

• титрование проводить спустя 3 – 5 минут с момента сливания растворов, выдерживая реакционную смесь в темноте; это необходимо потому, что образование I₂ происходит во времени и под действием света протекает нежелательная побочная реакция окисление ионов йода в элементарный йод;

• йодометрическое определение необходимо проводить в кислой среде, так как ионы водорода способны увеличивать скорость окисления ионов йода I^ до элементарного йода I₂;

• при определении окислителей необходимо применять избыток раствора йодида калия. Это необходимо для смещения реакции в нужном направлении, а также для повышения растворимости молекулярного иода, который плохо растворим в воде и может выпасть в осадок. В присутствии же избытка йодида калия образуется хорошо растворимый, но мало устойчивый комплекс по схеме:

I₂ + KI = KI₃

При титровании тиосульфатом равновесие этой реакции смещается влево, в раствор поступают все новые количества йода. Кроме того, крахмал адсорбирует значительные количества йода и очень медленно отдает их в раствор. Поэтому, чтобы избежать ошибки при титровании йода тиосульфатом, крахмал добавляют в самом конце, когда йода в растворе остается мало и бурая жидкость становится бледно-желтой.

В практике химического анализа йодометрическое титрование применяют для определения хлора в хлорной извести, брома в природных водах, меди в солях и рудах, хрома в бихроматах и т.д.