Оглавление:
Практическое применение иодометрии
- Практическое использование Йодометрия — очень универсальный метод. Вещества, которые не имеют окислительных, восстанавливающих, кислотных и окислительно-восстановительных свойств, но которые взаимодействуют с окислительно-восстановительными и системами и могут быть определены с использованием йодометрических методов Определение восстановителя.
- В растворах йода соединения As (III), Sb (III), Sn (II), сульфиты, сероводород и другие восстановители могут быть титрованы напрямую. Арсенитное йодометрическое титрование протекает по формуле As02- + 1r + 2H20 = HAsO <2 до + 21- + 3H — * — (13,12) Чтобы завершить реакцию (13.12), свяжите высвобожденные ионы водорода в растворе с pH около 7 в присутствии NaHCO3.
Поскольку стандартные потенциалы пары b / 21 «(0,545 В) и As (V) / As (III) (0,56 В) очень близки, направление реакции (13.12) Людмила Фирмаль
Можно легко изменить, изменив концентрацию ионов водорода Реакция (13.12) протекает справа налево, то есть As (V) окисляет йодид. Йод олова измеряется в солянокислой среде в атмосфере СО-2 для предотвращения окисления кислородом воздуха. SnCI + + b + 3CI- = SnCU + 21- До титрования олово восстанавливается металлическим свинцом или никелем.
Цинк, кадмий и другие элементарные сульфиды могут быть определены путем растворения их в соляной кислоте, содержащей раствор титрованного йода, который окисляет сероводород до свободной серы, и титрования избытка йода тиосульфатом натрия.
Методы йодометрии широко используются для измерения многих органических веществ, таких как формальдегид, сахар, ацетон, спирт, азот и соединения серы (семикарбазид, тиомочевина и т. Д.). Подкисляют раствор и титруют избыток йода тиосульфатом. Таким образом, например, формальдегид определяется: НСОН + h + 20Н «= HCOOH + 2G + H, 0
Ацетон в щелочном растворе образует йодоформ под действием йода. CHECOSCH3 + 3I2 + 40H = CH3! + СНзСОО «+ ЗГ + Ш20 Тиомочевину можно титровать кислотными растворами, но лучшие результаты достигаются при окислении в щелочной среде: CS (NH2) 2 + 4I2 + 10 OH «= CO (MH2) 2 + SO + 81- + 5H20 Измерение завершается обратным титрованием йода в кислотном растворе.
Специфическое йодометрическое определение влажности в органических растворителях и других материалах с использованием реагента Фишера, состоящего из йода, диоксида серы и пиридина в метаноле. Анализируемый образец помещают в метиловый спирт, а воду определяют титрованием указанными реагентами.
Реакция титрования протекает в две стадии. Можно упростить и представить на диаграмме S02 + I2 + Н20 + СН3ОН + 3C6H5N = 2C6H5NHI + СБН5МН0 $ 020СН3 (13.13) Стехиометрическое соотношение правильно переносит уравнение (13.13). Коричневый вид комплекса йода с пиридином дает визуальную индикацию окончания титрования.
Поскольку реагенты Фишера менее стабильны, на самом деле используются различные модифицированные версии с более стабильными растворами. Например, методика, использующая два решения. В первом образце, содержащем диоксид серы, пиридин и метанол, образец растворяют и титруют вторым образцом (йод в метаноле).
Каждый из этих растворов является более стабильным и менее гигроскопичным, чем смесь. Титр реагента Фишера устанавливается раствором воды в метаноле, чистой воде и различных стабильных кристаллогидратах, наиболее подходящим из которых является дигидрат тартрата натрия.
Реагенты Фишера используются для измерения влажности практически всех классов органических соединений. Исключением являются соединения, которые вступают в реакцию с тем или иным компонентом реагента. Реагенты Фишера также используются для измерения влажности в неорганических материалах, но здесь обнаруживается больше мешающих веществ, чем при анализе органических веществ.
Сильные окислители и восстановители, которые реагируют с йодом или йодидом, мешают измерению. Перхлорат образует взрывоопасную композицию и не может быть проанализирован с помощью реагента Фишера. Измерение окислителя. Определение йода в качестве окислителя основано на окислении йодид-ионов и титровании свободного йода тиосульфатом натрия.
Одной из наиболее важных реакций этого типа является реакция между йодом и дихроматом. Cr20? ~ + B! «+ 14H + = 2 Cr3 + + 312 + 7H20 (13.14) Используя реакцию (13.14), тиосульфатное число определяется количеством выделяемого йода, хромом стали и других материалов, которые предварительно окисляют хром до хрома (VI), и труднорастворимым хроматом.
Определите катионы, которые образуются (Pb, Ba2 «*» и т. Д.). ). Реакция (13.14) протекает с кислым раствором и избытком KI. Для завершения процесса рекомендуется хранить реакционную смесь в темноте в течение 10-15 минут. Наилучшие результаты получены, когда кислотность раствора находится в диапазоне 0,2-0,4 моль / л.
Более высокие концентрации кислоты вызывают значительное окисление йодида кислородом воздуха, а более низкая кислотность значительно замедляет реакцию. Также необходимо держать реакционную смесь в темноте до конца реакции.
- Ион Cr34, который появляется при восстановлении дихромата. Он образует сильное комплексное соединение с тиосульфатом, в результате чего комплекс BrO3, связанный с йодом, очень медленно реагирует с йодом, вызывая дополнительное потребление тиосульфата натрия.
Это связано с тем, что при титровании тиосульфатом натрия после окончания реакции (13,14) это осложнение не возникает, поскольку при смешивании комплексных соединений обычно Cr3 ‘и S2O3’ не образуются — образование сложных комплексов Происходит только в том случае, когда реакция (13.14) происходит в присутствии сульфата.
Медь (II) оказывает сильное каталитическое действие и реакция (13.14). Людмила Фирмаль
Уменьшает интенсивность цвета и помогает более четко установить точку эквивалентности. Одним из практически важных применений реакции (13.14) является йодометрическое измерение катионов, которые образуют труднорастворимые хроматы (барий, свинец и т. Д.).
В этом методе анализируемый катион осаждается в виде хромата, а затем растворяется в кислоте. 2BaCrO <+ 2H + = 2Ba2 + + Cr20? + H20 Дихромат в растворе измеряется йодометрически по реакции (13,14). Хромат бария также может быть осажден избытком титрованного раствора дихромата калия, и количество дихромата, не включенного в реакцию, может быть определено с помощью йодометрии. Определение меди.
Стандартный потенциал пары 12/21 «(0,545 В) значительно выше соответствующего значения пары Cu2» l «/ Cu» f (0,159 В), поэтому происходит окисление йодида ионами меди (II) это нереально. Сравнение стандартных потенциалов показывает, что мы можем говорить об окислении йодом, а не об окислении йодида. Однако на практике окисление йодида ионами Cu2 «4» происходит количественно. 2Cu2 +++ 4G = 2Cul (т) + 12 (13,15)
В результате взаимодействия Cu24 * и I «медь не только восстанавливается до Cu4, но также образуется слаборастворимый Cul, что значительно увеличивает потенциал пары Cu2 + / Cu +. Раздел 6.3 Стандартный потенциал пары C / Cul теперь составляет 0,865 В, что значительно выше стандартного потенциала пары 1-2 / 21 «. Высвобожденный b титруется тиосульфатом натрия.
Концентрация йода в 4-5 раз превышает концентрацию йода, необходимую для стехиометрии, и кислотность раствора, концентрация ионов водорода явно не включена в формулу реакции, но является существенной для реакции (13.15 ). Ионы Cu2 + гидролизуются в нейтральном растворе, и продукт гидролиза очень медленно реагирует с йодом, что увеличивает процесс титрования и затрудняет определение точки эквивалентности.
Должен быть создан. Во время измерений йодометрии меди было установлено, что pH раствора составляет менее 4. В сильнокислых растворах ([Н + 1> 0,3 моль / л) происходит медное окисление йодида кислородом воздуха и результаты завышены. Адсорбция ионов 1s осадком Cul приводит к снижению результатов.
Добавление в раствор тиоцианата калия, который реагирует с Cul, может значительно снизить влияние этого фактора. Si! (T) + SCN «= CuSCN (t) + G (13,16) Растворимость тиоцианата меди (1), по меньшей мере, в 10 раз ниже, чем растворимость Cul, по меньшей мере, на поверхности осадка, обеспечивающего реакцию (13,16).
Тиоцианат меди CuSCN не адсорбирует 1G, и скачок титрования увеличивается при введении тиоциановой кислоты. Однако не добавляйте тиоцианат в начале титрования, поскольку он может быть окислен йодом. Медная йодометрия очень важна для практического использования. Используется для анализа бронзы, латуни и медной руды.
Интерференционного эффекта Fe (III) можно избежать путем введения в раствор ионов фтора или пирофосфата. Метод определения точности меди не уступает электрической симметрии, но он гораздо более выразителен. Определение железа. Ион Fe3 «4» окисляется в кислотном растворе: 2Fe3 * + 2! «= 2Fe2 + + I, (13,17) Окисление происходит количественно.
Реакция (13.17) является основой для йодометрического измерения железа (III). Раствор должен быть достаточно кислым (— 0,1 М HCl), чтобы ингибировать гидролиз ионов Fe3 +, но сделать сильно кислый раствор, чтобы не вызывать окисление йодида кислородом воздуха. Я не могу Серная кислота является нежелательной для йода из-за образования комплексов сульфата железа, которые мешают реакции (13.17).
Присутствие фосфатных, PN фосфатных и фторид-ионов в растворе обычно неприемлемо, поскольку эти анионы и железо образуют комплексные соединения, а йодиды больше не окисляются. Комплексы хлорида железа усложняют реакцию, поэтому следует также избегать большого избытка HCl (13.17). Какова способность пирофосфата и других анионов образовывать комплекс, который связывает железо и не реагирует с йодом?
Используется для измерения железа, смешанного с другими окислителями, такими как Cu2 +. KI добавляют к первой части раствора, и количество выделяющегося йода определяет количество окислителя. После железа (III) к другой части добавляется фосфат натрия или фосфат калия для связывания KI. Концентрация йода пропорциональна содержанию только второго окислителя.
Концентрация железа рассчитывается по разнице в объеме тиосульфата, расходуемого при титровании первой и второй частей аналитического раствора. Измерение растворенного кислорода в воде. Классическим методом Винклера для измерения растворенного кислорода в воде является окисление марганца (II) в щелочной среде растворенным кислородом с последующим окислением марганца (III) и марганца (IV) во время подкисления раствора.
Основано на окислении йодида гидроксидом. На самом деле действуйте следующим образом. Добавить щелочной раствор сульфата марганца и йодида калия к пробе воды, содержащей растворенный кислород. В щелочной среде не-Mn2 + быстро окисляется растворенным кислородом. 4Mn2 + 4-Oa + 80H ‘+ 2H20 = 4Mn (OH) 3 4Mg + + 02 + 40H «= 2MnO (OH).
Когда раствор становится кислым, гидроксиды марганца (III) и марганца (IV) окисляются и растворяют йодиды. 2Mp (OH) 3 4-21 + 6H f = 2Mpg + + 12 + 6H20 MnO (OH) 2 + 21 «+ 4H’P = Mn2 + + 12 -4- ZN20 Титруйте высвобожденный йод тиосульфатом натрия и рассчитайте содержание кислорода в воде.
Окисление марганца (II) кислородом дает смесь гидроксидов Mn (OH) 3 и MnO (OH) g с неизвестным соотношением компонентов, но количество выделяемого йода является количеством растворенного кислорода Это не усложняет анализ, потому что он остается равным. Основной причиной ошибок в измерении кислорода по методу Винклера.
Является наличие окислителя, который может окислять Mn2 + в дополнение к кислороду в растворе, или гидроксилирование марганца (III) или марганца (IV) в подкисленном растворе. Или восстановитель, который реагирует с йодом. Тяжело тоже Рассмотрим растворенный кислород, введенный реагентом.
Ошибки, вызванные этими причинами, значительно уменьшаются с помощью различных модификаций метода Винклера, которые обеспечивают подготовку образцов и постановку экспериментов. Измерение перекиси. В кислой среде неводородный оксид, неорганические и органические пероксиды восстанавливаются йодом. Н202 + 21- + 2Н «= U + 2Н, 0 (13,18) Йод титруют тиосульфатом натрия как обычно.
Перекись водорода медленно реагирует с йодидом. Скорость реакции (13,18) быстро увеличивается в присутствии катализатора: соединений молибдена, вольфрама и других элементов, которые необходимо вводить в реакционную смесь для увеличения скорости реакции. Смесь ледяной уксусной кислоты или хлороформа или четыреххлористого углерода используется в качестве растворителя для измерения пероксидов в жирах и маслах.
Титрование обычно проводят в атмосфере инертного газа, чтобы предотвратить окисление йодида кислородом воздуха. Кислотное измерение. Реакция является основой для кислотной йодометрии HUZ «+ 5G -h 6H + = 31a + ZN20 (13 19) Как вы можете видеть, количество йодного материала, выделившегося в результате реакции, равно количеству водородного материала, прореагировавшего.
Чтобы определить кислоту, добавьте нейтральный раствор, содержащий KYuZ и KI, к анализируемому раствору и титруйте отделенный йод тиосульфатом натрия. Для анализа сильных кислот этот метод дает очень хорошие результаты даже при титровании разбавленного раствора (10 3 М). Титрование слабой кислоты сложнее, поскольку она не реагирует полностью по схеме (13.19).
Например, кислоты, такие как уксусная кислота, щавелевая кислота и винная кислота, не реагируют полностью через 24 часа в нормальных условиях. Однако эти кислоты и другие кислоты с константой диссоциации 10-6 или более могут быть определены путем обратного титрования. Добавить смесь KYuZ и KI и избыток раствора для титрования тиосульфата натрия к кислотному раствору, который нужно проанализировать, и титровать йодом через 30-30 минут.
Вино, лимонная кислота и другие оксикислоты могут титроваться йодометрически в присутствии ионов кальция, бария, магния или других катионов, которые образуют стабильные комплексные соединения с оксикислотами. В этих условиях оксикислоты титруются так же, как и обычные сильные кислоты.
Смотрите также:
Решение задач по аналитической химии
| Индикаторы в иодометрии | Хроматометрия |
| Основные условия проведения реакции иода с тиосульфатом | Броматометрия |
