Ход работы

Отмерить цилиндром 100 мл анализируемой воды и перенести в колбу на 250 мл. Прибавить в колбу 10 мл раствора серной кислоты (1:3) и из бюретки добавить 10 мл раствора перманганата калия, который окрасит жидкость в розовый цвет. Затем на электроплитке доводят жидкость до кипения. Раствор кипятят 10 мин с момента появления первого пузырька пара. После кипячения жидкость должна иметь красную окраску, что гарантирует необходимый избыток окислителя. При исчезновении окраски (признак полного расходования перманганата калия на реакцию окисления), то прилить еще 10мл раствора. К горячей жидкости приливают из бюретки 10 мл 0,01 н. Н₂С₂О₄, при этом раствор обесцвечивается. Избыток щавелевой кислоты оттитровывают 0,01 н. КМnО₄ до бледно-розового окрашивания, которое сохраняется в течение 1 мин. Титрование повторяют 2-3 раза. Результаты заносят в таблицу в произвольной форме.

Обработать результаты измерений и данные расчета занести в табл.

			Vпробы		Окисляемость мгО2/л

Обработка экспериментальных данных

Окисляемость воды Ок. определяют по формуле

Ок. (мгО₂/л) = ,

где V₁ - объем первоначально прилитого раствора КМnО₄,мл;

V₂ - объем раствора КМnО₄, израсходованное на титрование избытка щавелевой кислоты, мл;

V ₃ - объем прилитой щавелевой кислоты, мл;

С₁ - нормальная концентрация раствора;

V_пр - объем исследуемой пробы воды, мл;

-эквивалентная масса кислорода;

1000 - коэффициент пересчета в мг/л.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение окисляемости.

2. Что характеризует величина окисляемости?

3. Пути снижения окисляемости.

4. На чем основан метод Кубеля, метод Шульца?

5. Опишите ход определения окисляемости.

6. Классификация методов по способу титрования.

2.7. Йодометрия

йодометрией называют метод объемного анализа, в основе которого лежат реакции

I₂ + 2е→ 2I^-

2I^- — 2е→I₂

Методом йодометрии можно определять как окислители (они окисляют I^- до I°), так и восстановители (они восстанавливают свободный йод до I^-).

А. Определение окислителей. Методом йодометрии можно определять те окислители, которые количественно окисляют I^- в свободный йод I₂. Чаще всего определяют перманганаты, бихроматы, соли меди (II), соли железа (III), свободные галогены и др.

Окислитель реагирует с избытком йодистого калия КI в кислой среде. При этом выделяется количество йода, эквивалентное количеству окислителя. Выделившийся йод титруют раствором тиосульфата натрия точно известной нормальности. Таким образом, можно рассчитать количество определяемого окислителя, которое будет эквивалентно количеству тиосульфата, пошедшего на титрование йода. Следовательно, рабочим раствором в этом методе будет раствор тиосульфата натрия Na₂S₂О₃.

Исходным веществом для установки титра Nа₂S₂О₃ служит бихромат калия К₂Сr₂О₇.

Большинство окислителей нельзя непосредственно титровать тиосульфатом натрия, так как невозможно фиксировать точку эквивалентности. Поэтому для определения окислителей методом йодометрии применяют косвенный метод — титрование заместителя. Вначале проводят реакцию между окислителем и иодидом калия в кислой среде. Для подкисления применяют серную или соляную кислоты. Реакция протекает по следующему уравнению:

К₂Сr₂O₇ + 6КI + 7Н₂SO₄→Сr₂(SO₄)₃ + 7Н₂О + 4К₂SO₄

2Сr⁶⁺ +6е→ 2Сr³⁺ 1

2I^- — 2е→ 2I° 3

Выделившийся свободный йод титруют раствором тиосульфата натрия:

2Nа₂S₂О₃ + I₂ → 2NаI + Nа₂S₄O₆

2S₂О₃^2-—2e→S₄О₆^2- 1

2I⁰ + 2е→ 2I^- 1

Структурно окисление иона S₂О₃^2- можно представить следующим образом:

O O^- O O^-

\\ / \\ /

S S

// \ // \

O S^- O S

-2e →

O S^- O S

\\ / \\ /

S S

// \ // \

O O^- O O^-

Индикатором служит раствор крахмала, который от присутствия йода окрашивается в синий цвет. Однако употребление этого индикатора имеет некоторые особенности. Во-первых, раствор крахмала необходимо прибавлять в самом конце титрования, когда йода останется очень мало, и титруемый раствор будет иметь светло-желтую окраску. Если прибавить крахмал раньше, когда йода в растворе еще много, то образующееся соединение йода с крахмалом очень медленно реагирует с тиосульфатом и раствор легко перетитровать. Вторая особенность обусловлена тем, что в данном случае мы титруем не до появления окраски, как обычно, а до ее исчезновения. Поэтому вблизи точки конца титрования необходимо прибавлять раствор не более чем по одной капле, после каждой капли тщательно перемешивать раствор и ждать 3…5 с. Если не соблюдать это условие, раствор очень легко перетитровать.

Одним из условий точного определения является правильно приготовленный раствор крахмала. Отвешивают 0,5 г «растворимого» крахмала и тщательно растирают его с небольшим количеством воды. Полученную смесь вливают в 100 мл кипящей воды и кипятят еще 2…3 мин. После охлаждения прозрачный раствор сливают в склянку с притертой пробкой.

Раствор крахмала быстро портится. Если окраска крахмала с йодом получается не синей, а фиолетовой или буроватой, он испорчен и в качестве индикатора не пригоден.

Б. Определение восстановителей. Из числа восстановителей этим методом чаще всего определяют сульфиты, сульфиды, хлорид олова (II) и др. Рабочим раствором является раствор йода I₂. В качестве исходного вещества для установки титра раствора йода применяют мышьяковистый ангидрид Аs₂О₃, который растворяют в щелочи и получают арсенит (ион АsО₂^-). Титрование проводят в очень слабо щелочной среде (рН<8). Практически это достигается прибавлением раствора бикарбоната натрия NаНСО₃ к раствору, имеющему нейтральную или слабокислую реакцию. Индикатор - крахмал.

Все йодометрические определения проводят при следующих условиях:

1. реакция должна протекать практически до конца;

1. титрование ведут на холоде, так как при нагревании йод может частично улетучиваться, а также потому, что с повышением температуры понижается чувствительность крахмала как индикатора;

2. титрование нельзя проводить в сильнощелочной среде, так как йод реагирует со щелочами;

3. при определении окислителей необходимо применять значительный избыток йодида калия;

4. растворимость йода в воде мала, а избыток КI способствует растворению выделившегося при реакции йода.