Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теоретические основы и практическое применение методов волюмометрии и гравиметрии. Учебное пособие
.pdf
Взвешивают на аналитических весах на часовом стекле навеску
анализируемого вещества (при взвешивании необходимо вести соответствующую
запись). По всем правилам переносят навеску и растворяют в мерной колбе
объемом 100,0 см3. После доведения до метки дистиллированной водой,
перемешивают полученный раствор.
3.5.3 Титрование раствора дихромата калия. Определение массовой
доли хрома
В три колбы для титрования объемом 250,0 см3 помещают по 10,0 см3
анализируемого раствора дихромата калия. В каждую колбу добавляют 20-25 см3
раствора серной кислоты с концентрацией
Прибавляют к смеси точно измеренный, но заведомо избыточный объем
титрованного раствора соли Мора (20,0 см3) с концентрацией 0,0200 моль/дм3.
Титруют раствором
до появления бледно-розовой окраски. Расхождения
между параллельными определениями не должны превышать 0,2 см3. Вычисляют
средний объем
.
Вычисляют нормальную концентрацию, титр дихромата калия, титр и массу
хрома, процентное содержание хрома в навеске, используя формулы:
.
где
– средний объем, затраченный на титрование, см3;
- объем соли Мора, см3;
– объем аликвоты дихромата калия, см3.
41
Сравнивают с теоретическим содержанием хрома в дихромате калия и
определяют ошибку.
4 Йодометрия
4.1 Характеристика метода
Метод йодометрии основан на окислительно–восстановительных процессах,
протекающих с окислением -ионов до или с восстановлением до
Окислительно – восстановительный потенциал пары
-ионов
равен 0,54 В,
вследствие чего йод является слабым окислителем, и область его применения в
качестве титранта ограничена.
Положение пары
в середине таблицы окислительно –
восстановительных потенциалов показывает, что йод окисляет все
восстановители, окислительно –восстановительный потенциал которых меньше
потенциала пары
(
и др.) и
-ионы
восстанавливают окислители, потенциал которых больше 0,54 В
(, соли меди (II) и др.)
Условия проведения йодометрических определений.
1. Титрование проводят на холоду, так как йод летучее вещество. Кроме
того, чувствительность крахмала как индикатора понижается с увеличением
температуры.
42
2. Прямое титрование йодом обычно проводят в нейтральных или
кислых растворах. При больших 11 йод окисляется до гипоиодида
:
. Гипоиодид – ион, являясь более сильным
окислителем, чем
, дает ряд побочных реакций. Например, окисляет тиосульфат
– ион до сульфата-иона
3. Йод практически нерастворим в чистой воде, однако, в водных
растворах, содержащих йодиды калия или натрия, его растворимость очень
велика вследствие образования комплексного аниона
4. Реакция между
-ионами и определяемым веществом протекает во
времени, поэтому к титрованию выделившегося иода приступают через 5-10
минут после начала реакции.
5. Реакционную смесь выдерживают в темноте, так как на свету
происходит окисление
кислородом воздуха
6. В качестве индикатора в методе йодометрии применяют
чувствительный реактив на йод – раствор крахмала. Крахмал образует с йодом
соединение интенсивного синего цвета. При титровании в присутствии крахмала
конец титрования определяют по появлению синей окраски. Можно также
титровать раствор йода тиосульфатом до обесцвечивания синего раствора от
одной капли последнего. В этом случае крахмал прибавляют в самом конце
титрования, когда йода останется очень мало, и титруемый раствор будет иметь
соломенно–желтую окраску. Это связано с тем, что вследствие большой
прочности соединения йода с крахмалом легко перетитровать раствор.
С повышением температуры чувствительность йод-крахмальной реакции
сильно понижается.
Методы йодометрического титрования
43
Восстановители, окислительно – восстановительный потенциал которых
меньше
, определяют методом прямого и обратного титрования.
Вещества (например, тиосульфаты), легко окисляемые йодом, титруют
непосредственно стандартными растворами йода
Вещества (сульфиты), которые труднее окисляются элементарным йодом,
т.е. такие, потенциал системы которых близок по своему значению к
определяют методом обратного титрования, т.е. определяемое вещество
обрабатывают избытком раствора йода и затем оттитровывают стандартным
раствором тиосульфата натрия
Окислители определяют косвенным йодометрическим методом – методом
замещения. Для этого вещества, обладающие окислительными свойствами,
,
обрабатывают иодидом калия или натрия, а затем оттитровывают выделившийся
при этом в эквивалентном количестве йод стандартным раствором тиосульфата
натрия. Общую схему определения окислителя
можно представить
следующим образом:
Количество йода, образовавшегося в результате первой реакции,
эквивалентно количеству
в анализируемом образце.
Определение кислот йодометрическим методом основано на реакции
Выделяется эквивалентное кислоте количество йода, который
оттитровывают тиосульфатом натрия.
4.2 Применение йодометрии в анализе пищевых продуктов
Метод йодометрии применяется для определения альдегидов, кетонов в
объектах пищевой промышленности, бисульфитсвязывающих соединений,
44
йодного числа, используемого главным образом для определения липидов,
жирных кислот и при определении содержания реагирующих с йодом примесей в
ароматических углеводородах; редуцирующих веществ в различных пищевых
продуктах, аскорбиновой кислоты, сернистой кислоты во фруктово – ягодных
полуфабрикатах и др.
4.3 Лабораторная работа № 4. Установление концентрации рабочего
раствора йода методом прямого титрования
4.3.1 Приготовление рабочих титрованных растворов
В качестве рабочих растворов в методе йодометрии используют растворы
йода и тиосульфата натрия. Благодаря высокой чувствительности йодкрахмальной реакции имеет место вполне отчетливое посинение 50 см3 раствора
от одной капли 0,02 н. раствора йода. Исходя из этого, титрованные растворы
иода и тиосульфата можно готовить 0,02 н. и 0,05 н., так как при понижении
концентрации титрованных растворов уменьшается капельная ошибка титрования
за счет некоторого перетитрования раствора. Кроме того, в данном случае
уменьшается расход таких сравнительно дорогостоящих реактивов, как иодид
калия и кристаллический йод.
Раствор тиосульфата натрия . Точную концентрацию
раствора тиосульфата натрия нельзя рассчитать по точной навеске.
Во-первых, реагирует с угольной кислотой, растворенной в
воде
Вследствие этого концентрация тиосульфата в растворе после его
приготовления в течение какого–то времени изменяется. Поэтому к установлению
концентрации раствора тиосульфата приступают через 8-10 дней после его
приготовления. Влияние углекислого газа можно значительно уменьшить, если к
раствору тиосульфата добавить 0,1 г карбоната натрия на один дм3 раствора, т.к.
45
6
1
2
3
реагирует с диоксидом углерода и происходит связывание ионов
водорода из угольной кислоты
Если использовать при этом для приготовления раствора
свежепрокипяченную охлажденную дистиллированную воду, то можно
устанавливать титр раствора на другой день.
Во-вторых, тиосульфат натрия окисляется кислородом воздуха
Вследствие этого титр раствора надо периодически проверять.
В-третьих, тиосульфат натрия разлагается тиобактериями. Для
предупреждения этого рекомендуется добавлять в качестве антисептика иодид
ртути
(10 мг на один дм3 раствора) и хранить раствор в защищенном от
света месте, т.к. свет благоприятствует развитию тиобактерий.
Вследствие этих причин раствор тиосульфата натрия готовят
приблизительно нужной концентрации и устанавливают точную концентрацию с
помощью установочного вещества, в качестве которого обычно используют
дихромат калия
Хотя система
стандартному потенциалу (
может быть выражена одним уравнением. Поэтому титр
.
соответствеут более высокому
= +1,33 В) и способна непосредственно окислять
, но реакция протекает сложно, не стехиометрично и не
устанавливают
по принципу йодометрического определения окислителей, действуют на смесь
и точно измеренным объемом титрованного раствора
. При этом
дихромат замещается эквивалентным количеством йода, который далее
оттитровывают исследуемым раствором тиосульфата.
Уравнения протекающих реакций следующие:
46
2
1
2
1
В соответствии с этими реакциями числа эквивалентности:
Соответственно, молярные массы эквивалентов этих веществ составят:
Навеска тиосульфата натрия
0,02 н. раствора может быть рассчитана по формуле:
где,
= 0,02 н.;
для приготовления 250 см3
- объем раствора, дм
= 248,2 г/моль;
3
.
Навеску тиосульфата натрия берут на технохимических весах, переносят в
склянку из темного стекла для приготовления раствора и добавляют необходимый
объем свежепрокипяченной охлажденной дистиллированной воды. Раствор
тщательно перемешивают. К установке титра приступают через несколько дней.
Раствор дихромата калия Этот раствор готовят по точной
навеске. Навеску дихромата калия
47
рассчитывают по формуле:
где
в растворе (0,02 н.);
- объем мерной колбы, например, 0,25 дм3.
- молярная концентрация эквивалента дихроматата калия
= , 49,03 г/моль;
Пользуясь обычной методикой, берут навеску на аналитических весах,
переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, растворяют в небольшом
количестве дистиллированной воды, доводят раствор до метки, тщательно
перемешивают. Рассчитывают титр и молярную концентрацию эквивалента по
формулам:
Установление концентрации раствора тиосульфата натрия по дихромату
калия
В колбу для титрования объемом 250 см3 наливают цилиндром небольшого
объема или мерной пробиркой 5-7 см
15 см
раствора
3
2 М раствора
и, накрыв колбу часовым стеклом, чтобы предупредить потери
. Добавляют пипеткой аликвотную часть (10,00 см3)
3
раствора с массовой долей 20 % и 10-
от улетучивания йода, для завершения реакции оставляют на пять минут в
темноте. Затем снимают часовое стекло и ополаскивают его над колбой
дистиллированной водой. Прибавляют в колбу еще около 200 см3 воды и
приступают к титрованию раствором тиосульфата, налитым в бюретку. Когда
окраска раствора из темно–бурой перейдет в бледно–желтую (цвет соломы),
прибавляют около пяти см3 раствора крахмала с массовой долей 2 % и
продолжают титровать до перехода синей окраски в бледно–зеленую от одной
капли раствора тиосульфата натрия. Последние капли надо прибавлять очень
медленно, чтобы не перетитровать раствор. Синяя окраска должна исчезнуть и не
48
появиться в течение одной минуты. Отмерив объем по бюретке и записав его,
можно проверить, не перетитрован ли раствор. Если титрование проведено
правильно, то от одной капли добавленного раствора дихромата калия, раствор в
конической колбе должен окраситься в синий цвет. Титрование провести трижды.
Хотя дихромат калия и тиосульфат натрия непосредственно между собой не
реагируют, их количества веществ эквивалентов, затраченные на титрование,
равны. Поэтому концентрацию тиосульфата вычисляют по формуле:
где
титрование, см3.
4.3.2 Приготовление и установление концентрации рабочего раствора
йода
Рабочий титрованный раствор йода является необходимым при
- молярная концентрация эквивалента
– вместимость пипетки, см3;
- средний объем тиосульфата натрия, затраченный на
, моль/дм3;
йодометрическом определении восстановителей.
Йод малорастворим в воде (насыщенный раствор содержит 0,03 % (масс.)
йода, поэтому для приготовления его рабочего раствора пользуются хорошей
растворимостью йода в концентрированных растворах (не ниже 10 %).
Раствор йода может быть приготовлен по точной навеске, но для этого йод
предварительно должен быть очищен от примесей возгонкой или сублимацией.
Однако вследствие больших трудностей при приготовлении раствора по точной
навеске, связанных с летучестью йода, обычно раствор йода готовят
приблизительно нужной концентрации и устанавливают точную концентрацию,
титруя раствором
с известной концентрацией, как описано выше.
49
Навеску йода
для приготовления раствора приблизительно 0,02 н.
концентрации рассчитывают по формуле:
где
- объем мерной колбы, например, 0,25 дм3.
- молярная концентрация эквивалента йода в растворе (0,02 н.);
= 126,91 г/моль;
Взвешивают 0,6-0,7 г йода на технохимических весах. Одновременно
приблизительно 2-3 г растворяют в возможно меньшем объеме воды. В
полученный раствор вносят навеску иода и после его растворения разбавляют
водой до 250 см3.
Титр раствора йода устанавливают по рабочему раствору тиосульфата,
который наливают в бюретку. Пипеткой отбирают 10,00 см3 раствора йода,
переносят в коническую колбу для титрования и титруют раствором тиосульфата,
используя в качестве индикатора крахмал (способ приготовления описан ниже).
Титрование проводят не менее трех раз. Записывают затраченные объемы
раствора тиосульфата и вычисляют средний.
Концентрацию раствора йода рассчитывают по формуле:
где
- молярная концентрация эквивалента
молярная концентрация эквивалента
- средний объем тиосульфата натрия, затраченный на
, моль/дм3;
, моль/дм3;
титрование, см3.
Раствор крахмала. Взвешивают 0,5 г так называемого «растворимого
крахмала» и тщательно растирают его с несколькими см3 холодной
дистиллированной воды. Полученную пасту вливают в 100 см3 кипящей воды,
кипятят еще около двух минут (пока раствор станет прозрачным) и фильтруют
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]