Иодометрия.

Иодометрический метод объемного анализа основан на окислительно-восстановительных процессах, связанных с реакцией восстановления: I₂+ 2e= 2I^-или с реакцией окисления:

2I^--2e=I₂. Стандартный потенциал Е₀(I₂/ 2I^-) = +0,54В и все восстановители, у которых окислительно-восстановительный потенциал меньше +0,54В, способны окисляться иодом. А все окислители, имеющие потенциал больше +0,54В, способны восстанавливаться иодид-ионами. Отсюда возникает возможность использования свойств окислительно-восстановительной парыI₂/ 2I^-в титриметрическом анализе:

а) для определения восстановителей окислением их раствором иода;

б) для определения окислителей восстановлением иодид-ионами;

в) для определения кислот (косвенным методом титрования).

Определение восстановителей.

Определение небольших концентраций сильных восстановителей, у которых ОВ-потенциал значительно меньше +0,54В, можно проводить прямым титрованием раствора иода.

Например, пр действии иодом на тиосульфат натрия происходит реакция:

2Na₂S₂O₃ + I₂ = 2NaI + Na₂S₄O₆

1 | 2S₂O₃^2- -2e = S₄O₆^2-

1 | I₂+ 2e= 2I^-

Молекула иода I₂отнимает по одному электрону у двух ионовS₂O₃^2-и окисляет их до тетратионат-иона -S₄O₆^2-. Атомы иода восстанавливаются за счет этого до ионовI^-. Зная нормальную концентрацию раствора иода и затраченный на титрование объем, вычисляют массу тиосульфата натрия в анализируемом растворе.

Если ОВ-потенциал восстановителя приближается к +0,54В, то применяют метод обратного титрования. В этом случае к анализируемому раствору прибавляют избыток рабочего раствора иода. Реакционную смесь выдерживают 5 – 10 мин. После окончания реакции избыток иода оттитровывают рабочим раствором Na₂S₂O₃∙5H₂O.

Например: определить массу Na₃AsO₃в растворе, если к нему добавлено 50 мл 0,02н раствора иода а на титрование избытка иода затрачено 10 мл 0,05н раствораNa₂S₂O₃∙5H₂O.

Na₃AsO₃ + I₂ + HOH → Na₃AsO₄ + 2HI

1| AsO₃^3- + HOH -2e → AsO₄^3- + 2H⁺

1| I₂ + 2e = 2I^-

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

Э(Na₃AsO₃) =

Решение.

1).Определяем избыток объема раствора иода, оттитрованного раствором Na₂S₂O₃∙5H₂O.

2).Определяем объем раствора иода, который вступил в реакцию с Na₃AsO₃.

V_общ(I₂) -V_изб(I₂) = 50-25 = 25мл

3).Определяем массу Na₃AsO_3.

m(Na₃AsO₃) =∙V(I₂) = 0,00192∙25 = 0,048 г

Определение окислителей.

При иодометрическом определении окислителей к исследуемому раствору прибавляют избыток иодида калия, из которого окислитель выделяет строго эквивалентное количество свободного иода. Последний оттитровывают раствором восстановителя в присутствии крахмала и вычисляют содержание окислителя. Например, если к подкисленному раствору перманганата калия добавить иодид калия, то произойдет следующая реакция:

2KMnO₄ + 10KI + 8H₂SO₄ = 5I₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

MnO₄^- +8H⁺ +5e→ Mn²⁺ + 4H₂O | 1

I^- + e → I⁰ | 5

В ходе реакции перманганат окисляет ионы иодаI^-до эквивалентного количества иодаI₂ .Этот иод оттитровывают тиосульфатом натрия и вычисляют нормальную концентрацию раствора перманганата калия. Затраченное количество тиосульфата натрия эквивалентно количеству перманганата калия и эквивалентно количеству выделившегося иода:

n(I₂) = n(KMnO₄) = n(Na₂S₂O₃)

Пример: Рассчитать массуK₂Cr₂O₇, содержащегося в 10 мл раствора, если при добавлении к нему избыткаKIиH₂SO₄, на титрование выделившегося иода расходуется 20 мл 0,02н раствораNa₂S₂O₃∙5H₂O.

Решение: K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ = 3I₂ + К₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O

Cr₂O₇^2- +14H⁺ +6e→ 2Cr³⁺ + 7H₂O | 1

2I^- +2 e = I₂⁰ | 3

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

Э(K₂Cr₂O₇) =

Э(I₂) =

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

2S₂O₃^2--2e=S₄O₆^2-| 1

I₂+ 2e= 2I^-| 1

Количество выделившегося иода эквивалентно количеству бихромата калия, выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия. Затраченное количество тиосульфата эквивалентно количеству бихромата калия, выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия. Затраченное количество тиосульфата натрия косвенно эквивалентно количеству бихромата калия:

n(I₂) = n(K₂Cr₂O₇) = n(Na₂S₂O₃)

Расчет. Способ 1. Через титр по определяемому веществу.

m(K₂Cr₂O₇) =

Способ 2. По простому титру (по рабочему раствору).

m(Na₂S₂O₃∙5H₂O) = ∙

Способ 3

m(K₂Cr₂O₇) ==0,0196г