Лабораторна робота Йодометричне титрування

Методом йодометрії користуються при визначенні в крові цукру та ферменту пероксидази, в санітарно-гігієнічному аналізі – для визначення “активного” хлору в білильному вапні, залишкового хлору в господарчо-питній воді.

В основі йодометричного титрування лежать властивості йоду та йо-дид-іонів.

Незв’язаний йод поводить себе в реакціях як окисник:

а йодид-іони – віддають свої електрони окисникам і відіграють роль від-новників:

Якщо будь-який відновник титрувати йодом у присутності крохмалю, то після точки еквівалентності надлишкова крапля йоду викличе незни-каюче синє забарвлення. І навпаки, якщо до розчину йоду в присутності крохмалю приливати відновник, то точку еквівалентності можна визначити по знебарвленості синього кольору.

Йодометричне визначення окисників та відновників. Титрування по заміщенню

Пряме йодометричне титрування відновників застосовують найбільш широко. Взаємодія йоду з натрій тіосульфатом відбувається за рівнянням:

2Na₂ S₂O₃ + J₂  2NaJ + Na₄S₄O₆

2S₂O₃^2- - 2e^-  S₄O₆^2- 1

+ 2e^-  1

Кожна молекула йоду окиснює два тіосульфат-іони до тетратіонат-іона . Самі ж атоми Йоду відновлюються до йодид-іонів. Знаючи нор-мальну концентрацію розчину йоду і витрачений на титрування об’єм, розраховують масу натрій тіосульфату в аналізованій рідині. Аналогічно визначають вміст інших відновників: арсенітної, сульфітної і сульфідної кислот, їх солей, а також станум(ІІ) хлориду.

Визначаючи окисники, до розчину, який аналізується, додають над-лишок калій йодиду, з якого окисник виділяє еквівалентну кількість не-зв’язаного йоду; його титрують розчином відновника в присутності крох-малю і розраховують вміст окисника.

Наприклад, якщо до підкисленого розчину калій перманганату (силь-ного окисника) додати калій йодид, то виділиться незв’язаний йод:

2KMnO₄ + 10KJ + 8H₂SO₄  5J₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

Mn⁺⁷ + 5e  Mn⁺² 1 2

-1e^-  J^o 5 10

Отже, стандартизований розчин йоду слугує для прямого титрування відновників, а стандартизований розчин натрій тіосульфату – для визна-чення окисників (і оберненого титрування відновників).

Можливе і йодометричне визначення кислот у розчинах:

6HCl + 5KJ + KJO₃  3J₂ + 6KCl + 3H₂O.

Із рівняння видно, що кількість йоду, який виділяється в результаті реакції, еквівалентна витраченим іонам Н⁺ і, відтитровуючи йод натрій тіо-сульфатом, можна обчислити нормальну концентрацію (або кількість) хло-ридної кислоти.

Цей побічний метод йодометричного визначення окисників або кислот називають методом заміщення, бо при цьому речовини, які не взаємоді-ють з розчином натрій тіосульфату, заміщуються еквівалентною кількістю йоду, який і титрують.

При більшій точності, обумовленій високою чутливістю індикатора крохмалю, йодометричне титрування має і особливості, що обмежуюють його застосування. Так, при підвищенні температури йод сублімується, синє забарвлення крохмалю знебарвлюється. Тому йодометричне титру-вання виконують тільки на холоді (гарячі розчини непридатні).

Неможливе йодометричне титрування сильнолужних розчинів, адже йод при взаємодії з лугом (і карбонатами лужних металів) дає сполуки, що не діють на крохмаль:

3J₂ + 6NaOH  5NaJ + NaJO₃ + 3H₂O.

Крохмаль адсорбує йод і повільно віддає його в розчин; щоб уникнути похибки при титруванні йоду натрій тіосульфатом, індикатор додають у кінці, коли йоду залишається мало і бурий розчин стає блідо-жовтим.

Визначаючи окисники, калій йодиду беруть більше, ніж потрібно за рівнянням, щоб змістити рівновагу реакції в необхідному напрямку і щоб отриманий малорозчинний в воді йод не випав в осад; йод розчиняється в йодиді з утворенням калій полійодиду:

J₂+  .

При титруванні натрій тіосульфатом рівновага цієї реакції зміщується ліворуч, у розчин вступають нові кількості йоду.

Розчин натрій тіосульфату можна стандартизувати за хімічно чистим йодом, але одержання його ускладнене. Тому спочатку готують розчин натрій тіосульфату і установлюють його нормальну концентрацію титру-ванням йоду, виділеного з розчину калій йодиду визначеним об’ємом роз-чину калій перманганату. Потім готують розчин йоду і стандартизують його по натрій тіосульфату.