Изучение теоретических основ метода иодо­метрии

З А Н Я Т И Е   4

ТЕМА:                             Оксидиметрия.

          Теоретические основы иодометрии

1. ЗНАЧИМОСТЬ ИЗУЧАЕМОЙ ТЕМЫ: Иодометрический метод объемно­го анализа открывает перед исследователем широкие возможности для точного количественного определения широкого спектра веществ в растворах, в том числе в биологических жидкостях.

По сравнению с другими титриметрическими методами метод ио­дометрии отличается высокой степенью точности и надежности полу­ченных данных.

2. ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Изучить теоретические основы метода иодо­метрии, играющего важную роль в медико-биологических исследовани­ях.

3. ЗАДАЧИ: после изучения темы

а) студент должен знать:

- какие реакции используются в методе иодометрии;

- какие растворы и для каких целей используют в иодометрии;

- понятие о стандартизации титрантов;

- определение содержания восстановителей в растворе по мето­ду прямого или обратного титрования;

- определение содержания окислителей по методу косвенного титрования;

- фиксирование точки эквивалентности;

- условия проведения иодометрии.

б) студент должен уметь:

- составлять ОВР;

- расставлять коэффициенты в ОВР методом ионно-электронных схем;

- решать расчетные задачи по прямому, косвенному или обрат­ному титрованию в иодометрии;

- выполнять статистическую обработку полученных результатов.

в) приобрести практические навыки:

- по проведению процессов прямого и косвенного титрования;

-  по выполнению количественных расчетов.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

  1. Теоретические основы иодометрии.

  2. Стандартизация титрантов в иодометрии.

  3. Определение содержания восстановителей в растворе по ме­тоду прямого или обратного титрования.

  4. Определение содержания окислителей по методу косвенного титрования.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ   ИОДОМЕТРИИ:

  МЕТОД ИОДОМЕТРИИ основан на окислительно-восстановительных реакциях, связанных с превращением I₂ в ионы I^- и обратно:

I₂ + 2 е  →   2 I^-

Свободный йод является окислителем, а иодид-ион является восста­новителем. Поэтому йодометрические методы применяются как для оп­ределения окислителей, так и для определения восстановителей.

Основными рабочими растворами в йодометрии являются растворы йода I₂ для прямого титрования восстановителей и раствор  тиосуль­фата натрия Na₂S₂O₃^.5H₂O для определения окислителей и для обрат­ного титрования восстановителей.

Основной титриметрической реакцией в методе йодометрии явля­ется взаимодействие раствора иода с рабочим раствором тиосульфата натрия:

I₂ +  2 Na₂S₂O₃ =  2 NaI  +  Na₂S₄O₆

^{(тетратионат Na)}

_{_}

              I₂ +  2 е  →  2 I^-                      1

_{_}                    

                                        2 S₂О₃^2- - 2 е → S₄О₆^2-               1

          I₂  + 2 S₂О₃^2- →  2 I^- + S₄О₆^2-

Из полуреакции 2S₂О₃^2-/S₄О₆^2- видно, что f_экв.(Na₂S₂О₃) = 1. Следовательно,

M (Na₂S₂O₃) = M (Na₂S₂O₃) и С_н(Na₂S₂O₃) = C_М (Na₂S₂O₃).

В качестве индикатора в йодометрии  используется  водный  раствор

крахмала,  который  образует с молекулярным йодом йод-крахмальное соединение синего цвета.  При титровании восстановителей  рабочим раствором  йода  точка  эквивалентности определяется по появлению

интенсивно-синего окрашивания.  При титровании I₂ рабочим раство­ром тиосульфата натрия конец реакции определяется по исчезновению синей окраски от одной капли раствора тиосульфата натрия. Крахмал необходимо добавлять в самом конце титрования, когда йода в раст­воре становится мало и раствор приобретает соломенно-желтый цвет.

Количественное определение окислителей методом иодометрии производят следующим образом: к подкисленному раствору окислителя прибавляют избыток раствора KI. В результате реакции выделяется эквивалентное количество I₂, который оттитровывают в присутствии крахмала рабочим раствором соответствующего восстановителя и по объему восстановителя, израсходованного на титрование, определяют количество окислителя.

Дихромат калия в кислой среде стехиометрично реагирует с растворимыми йодидами с образованием эквивалентного количества молекулярного йода:

K₂Cr₂O₇ + 6 KI + 7 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3 I₂ + 7 H₂O

                Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6 e  → 2 Cr³⁺ + 7 H₂O            1

                       2 I^- - 2 e  →  I₂                                 3

Cr₂O₇^2- + 6 I^- + 14 H⁺ → 2 Cr³⁺ + 3 I₂ + 7 H₂O