восстановительные индикаторы ‒ дифениламин, дифениламиносульфокислота и т.п.
Лабораторная работа № 10
Определение железа методом дихроматометрического титрования
Цель работы: определить железо методом дихроматометрического титрования.
Титрование железа(II) основано на реакции [3]:
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O.
В процессе титрования повышается концентрация ионов железа(III), и потенциал системы Fе3+/Fе2+ возрастает, что приводит к преждевременному окислению индикатора дифениламина. Если прибавить к титруемому раствору фосфорную кислоту, то окраска индикатора резко изменяется в конечной точке титрования. Фосфорная кислота понижает окислительно-восстановительный потенциал системы Fе3+/Fе2+, образуя устойчивый комплекс с ионами железа(III).
Растворы солей железа(II) часто содержат ионы железа(III), поэтому перед титрованием ионы железа(III) необходимо восстановить. Для восстановления применяют металлы (цинк, кадмий и др.), SnСl2, Н2S, SО2 и другие восстановители.
Реагенты.
Дихромат калия, К2Сг2О7, 0,0500 М (1/6 К2Сг2О7) стандартный раствор.
Соляная кислота, НСl, концентрированная с плотностью 1,17. Серная кислота, Н2SО4, концентрированная с плотностью 1,84. Фосфорная кислота, Н3РО4, концентрированная с плотностью 1,7. Цинк металлический, гранулированный.
Индикатор дифениламин, 1%-ный раствор в конц. Н2SО4. Выполнение определения. Аликвотную часть анализируемого
раствора 10,00 мл пипеткой переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, добавляют 5 мл конц. НСl. Закрывают колбу маленькой воронкой, вносят 3…4 гранулы
металлического цинка и нагревают на песочной бане (реакция должна идти не очень бурно) до обесцвечивания раствора и полного растворения цинка. Охлаждают под струей холодной воды, добавляют 3…4 мл Н2SО4, охлаждают, добавляют 5 мл Н3РО4, 15…20 мл дистиллированной воды, 2 капли раствора дифениламина и титруют раствором дихромата калия до появления синей окраски.
Вопросы и задания для защиты лабораторной работы «Определение железа методом дихроматометрического титрования»
1.Как оценить окислительно-восстановительную способность соединения?
2.Что такое стандартный и формальный электродные потенциалы? Как они определяются?
3.Объясните влияние рН раствора на величину формального электродного потенциала.
4.Как влияет комплексообразование одной из форм определяемого соединения на величину электродного потенциала?
5.Как влияет образование малорастворимого соединения одной из форм определяемого соединения на величину электродного потенциала?
7.2. Иодометрия
Иодометрический метод титриметрического анализа основан на реакции:
I3- + 2ē = 3I-; 
Иод является окислителем средней силы. Поэтому данную систему используют как для определения окислителей (равновесие сдвигается влево), так и для определения восстановителей (равновесие сдвигается вправо) [1, 2].
В качестве индикатора в иодометрии применяют всегда свежеприготовленный 1%-ный раствор крахмала. При взаимодействии крахмала с иодом протекают два процесса ‒ комплексообразование и адсорбция, в результате которых образуется соединение синего цвета. Чувствительность реакции с крахмалом велика, но резко падает с повышением температуры. Крахмал следует добавлять в титруемый
раствор лишь тогда, когда основное количество иода уже оттитровано, иначе крахмал образует настолько прочное соединение с избытком иода, что наблюдается перерасход тиосульфата натрия.
Лабораторная работа № 11
Приготовление и стандартизация раствора тиосульфата натрия для иодометрического титрования
Цель работы: научиться приготовлению и стандартизации раствора тиосульфата натрия для иодометрического титрования.
Титровать тиосульфат непосредственно дихроматом калия нельзя, так как он реагирует со всеми сильными окислителями (дихромат, перманганат, бромат и т.п.) нестехиометрично. Поэтому применяют метод замещения, вначале используя стехиометрическую реакцию между дихроматом и иодидом [3]:
Cr2O72- + 6I- + 14Н+ = 2Сг3+ + 3I2 + 7Н2О.
Йод, выделившийся в эквивалентном дихромату количестве, оттитровывают стандартным раствором тиосульфата:
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-.
Для протекания первой реакции необходимы сравнительно высокая концентрация протонов (для повышения потенциала системы Cr2O72-/2Сг3+), большой избыток иодида (для понижения потенциала системы I3-/3I- и для растворения выделяющегося иода), также некоторое время, так как скорость реакции невелика. Хотя вторая реакция протекает гораздо быстрее, чем реакция тиосульфат-ионов с протонами:
2H+ + S2O32- = H2S2O3 = H2O + SO2 + S.
Но перед титрованием иода нужно понизить кислотность раствора разбавлением водой.
Реагенты.
Дихромат калия, К2Сг2О7, 0,0500 М (1/6 К2Сг2О7) стандартный раствор.
Серная кислота, Н2SО4, 1 М раствор.
Иодид калия, КI, 5%-ный раствор.
Крахмал, свежеприготовленный 1%-ный раствор.
Тиосульфат натрия, Nа2S2О3 5Н2О, 0,05 М раствор.
Выполнение определения. В бюретку наливают раствор тиосульфата, и закрывают бюретку трубкой с натронной известью. В коническую колбу для титрования вместимостью 200…250 мл вносят мерным цилиндром 10 мл серной кислоты, 10 мл раствора иодида калия (раствор должен оставаться бесцветным) и пипеткой 10,00 мл раствора дихромата калия. Оставляют стоять 3…5 мин в темном месте, прикрыв часовым еклом. Затем в колбу добавляют 100 мл воды и быстро титруют раствором тиосульфата до бледно-желтой окраски раствора. Добавляют 1…2 мл раствора крахмала и продолжают титрование при энергичном перемешивании до исчезновения синей окраски раствора.
Вопросы для защиты лабораторной работы «Приготовление и стандартизация раствора тиосульфата натрия для иодометрического титрования»
1.Что собой представляют кривые окислительновосстановительного титрования?
2.Как вычислить потенциал системы до точки эквивалентности, если определяемое вещество – восстановитель или окислитель?
3.Как вычислить потенциал системы после точки эквивалентности, если титрант окислитель или восстановитель?
4.Как вычислить электродный потенциал системы в точке эквивалентности в ходе окислительно-восстановительного титрования?
5.Какие способы обнаружения конечной точки эквивалентности в окислительно-восстановительном титровании вы знаете?