Окислительно-восстановительное титрование

Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на использовании реакций окислительно-восстановительных процессов.

Методы окислительно-восстановительного титрования пригодны для определения многих органических соединений, в том числе фармацевтических препаратов, подавляющее большинство которых являются потенциальными восстановителями.

В зависимости от свойств используемого титранта различают оксидиметрию и редуктометрию.

Оксидиметрия ‒ метод определения восстановителей путем титрования их стандартными растворами окислителей. Например, в перманганатометрии в качестве титранта используют раствор калия перманганата, в броматометрии ‒ раствор калия бромата, в хроматометрии ‒ раствор калия хромата (дихромата).

Редуктометрия ‒ метод определения окислителей путем титрования их стандартными растворами восстановителей. Например, в гидразинометрии в качестве титранта используют раствор гидразина гидрохлорида, в аскорбинометрии ‒ раствор аскорбиновой кислоты, в феррометрии ‒ растворы солей железа (ІІ).

Определение конечной точки титрования в редокс-методах осуществляют безындикаторным методом или с помощью специфических и редокс-индикаторов.

Безындикаторные методы используют в том случае, когда титрант окрашен, а продукт его реакции бесцветный (перманганатометрия), или в том случае, когда продукт реакции имеет интенсивную окраску (броматометрия).

К специфическим индикаторам относят крахмал, используемый в йодометрии и образующий с йодом продукт адсорбции интенсивно синего цвета. Обратимые редокс-индикаторы ‒ это индикаторы, которые видимо и обратимо изменяют свою окраску в зависимости от изменения окислительно-восстановительного потенциала системы. Таким образом, в растворе редокс-индикатора существует равновесие между окисленной и восстановленной формами, имеющими разную окраску:

Ind_ОХ + nе ↔ Ind_red,

где Ind_OX окисленная, а Ind_red ‒ восстановленная формы индикатора, n ‒ количество электронов, принимающих участие в окислительно-восстановительном процессе.

Перманганатометрия - метод, основанный на использовании калия перманганата в качестве титранта для определения соединений, которые обладают восстановительными свойствами.

Продукты восстановления перманганат-ионов могут быть различными в зависимости от рН среды:

- в сильнокислой среде:

МnО₄^-+ 8Н⁺ + 5е → Мn²⁺ + 4Н₂О, Е⁰ = 1,51 В

- слабокислой или нейтральной среде:

МnО₄^- + 4Н⁺ + 3е → МnО₂↓ + 2Н₂О, Е⁰ = 1,69 В

- слабощелочной среде:

МnО₄^- + 2Н₂О + 3е → МnО₂↓ + 4ОН^-, Е⁰ = 0,60 В

Для анализа чаще всего используют окислительные свойства МnО₄^-- ионов в сильнокислой среде, так как продуктом их восстановления в этом случае являются бесцветные ионы Мn²⁺ (в отличие от бурого осадка МnО₂), которые не мешают наблюдать изменение окраски титруемого раствора от избыточной капли титранта. Титрант метода ‒ раствор перманганата калия ‒ готовят как вторичный стандартный раствор и стандартизуют по стандартным веществам: щавелевой кислоте, оксалату натрия, оксиду мышьяка (ΙΙΙ), соли Мора (NH₄)₂Fe(SО₄)₂ ∙ 6Н₂О:

МnО₄^- + 5НС₂О₄^- + 11H⁺ → 2Мn²⁺ + 10СО₂ + 8Н₂О

В перманганатометрии обходятся без применения специального индикатора, так как сам перманганат имеет интенсивную окраску, а его избыточная капля вызывает появление неисчезающей в течение 30 с розовой окраски раствора.