Йодометрія

Напівреакція

I₂ + 2e ↔ 2I^- Е⁰ = 0,620 В

широко використовується в титриметрії, тому що характеризується проміжним між сильними окисниками та сильними відновниками значенням стандартного потенціалу. Тому розрізнюють визначення відновників прямим титруванням дийодом та визначення окисників, що відновлюються йодид-іонами, з наступним титруванням йоду, що виділився, тіосульфатом.

Реально на практиці використовують наступну окисно-відновну пару:

I₃^- +2e ↔ 3I^- Е⁰ = 0,545 В.

Потенціал пари I₃^-/3I^- не залежить від концентрації гідроген-іонів (при рН < 8).

В йодометрії використовують два титранти:

• розчин йоду в калію йодиді (визначення відновників);

• розчин натрію тіосульфату (визначення окисників).

Розчин йоду (0,05 - 0,1 моль/дм3)

Розчин йоду можна готувати і як первинний стандарт за точною наважкою хімічно чистого дийоду, який одержують сублімацією, і як вторинний стандарт і з встановленим титром.

Дийод леткий, його пари отруйні, викликають корозію металів, і тому всі операції з ним належить проводити під тягою. Вносити дийод у вагову кімнату і зважувати на аналітичних терезах належить тільки в зачинених судинах. Концентрація дийоду може змінюватись внаслідок леткості, тому з нього частіше готують вторинний стандартний розчин.

Йод погано розчинний у воді (1,18*10^-3 М при 25°С), але добре розчиняється в розчині йодиду калію:

I₂ + I^- ↔ I₃^-,

крім того зменшується його леткість.

Стандартизувати приготовлений розчин можна:

• за стандартними розчинами: барію тіосульфатом, арсену (ІІІ) оксидом, гідразину сульфатом;

• за стандартним розчином натрій тіосульфату.

Приготовлений розчин зберігають у склянках з темного скла з притертою пробкою в захищеному від світла місті.

Розчин натрію тіосульфату (0,05-0,1моль/дм³)

Тіосульфат є сильним відновником:

S₄O₆^2- + 2e ↔ 2S₂O₃^2-; E⁰ = 0,08 B.

Однією з основних реакцій, де використовується тіосульфат, є реакція:

I₃^- + 2S₂O₃^2- ↔ 3I^- + S₄O₆^2-

Ця реакція протікає швидко, стехіометрично при рН від 0 до 7, на відміну від реакцій тіосульфат-іона з сильними окисниками типу Cr₂O₇^2-, BrO₃^- і т.п., які нестехіометричні.

Готують розчин із кристалогідрату Na₂S₂O₃*5H₂O. Натрію тіосульфат не є стандартною речовиною, тому що легко залишає кристалізаційну воду, а його водні розчини нестійкі. Після їх приготування відбувається ряд змін:

1. S₂O₃^2- - іон, реагує з карбону(ІV) оксидом, що присутній у воді:

S₂O₃^2- + H₂О + CO₂ ↔ HCO₃^- + HSO₃^- + S↓.

2. S₂O₃^2- - іон, повільно окиснюється киснем повітря:

2S₂O₃^2- + O₂ ↔ 2SO₄^2- + 2S↓

3. титрант розкладають тіобактерії; цей процес прискоряє освітлення, але він пригноблюється в присутності антисептика – меркурію (ІІ) йодиду.

Унаслідок першої реакції молярна концентрація приготовленого розчину зростає,а в двох останніх – зменшується. Тому з натрію тіосульфату готують вторинний стандартний розчин. До його стандартизації приступають через 1 – 2 доби після виготовлення і концентрацію розчину періодично перевіряють.

Стандартизувати приготовлений розчин натрію тіосульфату можна:

• за стандартними розчинами калію йодатом, калію броматом, калію гексаціанофератом (ІІІ), дикалію дихроматом;

• стандартними розчинами - йоду, калію перманганату тощо.

Зберігати виготовлений розчин титранту треба в склянках з темного скла, у захищеному від світла місці, без доступу кисню.

КТТ в йодометрії визначають:

• без індикатору;

• без індикатору у присутності органічних розчинників, які екстрагують йод і забарвлюються в фіолетовий колір (використовують при титруванні дуже розбавлених розчинів);

• з індикатором: 0,5% розчин крохмалю. Чутливість його дуже велика – помітне синє забарвлення з крохмальом йод дає навіть при концентрації 2*10^-7 М. Але чутливість індикатора різко падає з підвищенням температури, тому титрують звичайно при кімнатній температурі. В розчини, що титрують, крохмаль додають лише тоді, коли основна кількість йоду вже відтитрована, інакше йод визиває коагуляцію крохмалю, сприяє його розкладу, що робить титрування неточним.

• У йодометрії використовують пряме, зворотне та замісникове титрування.

Йодометрія дає можливість визначати

• сильні відновники, такі як Станум(ІІ), сірководень, сульфіти ;

• сильні окисники: гідрогену пероксид , перманганат, Ферум(ІІІ), дихромат .

Треба відмітити, що в окисно-відновному титруванні речовини повинні знаходитись в певному ступеню окиснення, тому титруванню часто передує операція окиснення або відновлення визначуваного іону. Для цього використовують реагенти, які задовільнюють ряду вимог:

• швидкість окиснення(або відновлення);

• стехіометрична взаємодія;

• легкість видалення з розчину надлишку реагента;

• селективність дії.

Речовини, що використовують для попереднього окиснення або відновлення, класифікують звичайно за їх фізичним станом: гази, тверді речовини, розчини.