Лабораторная работа n 8 Иодометрическое определение содержания меди

Иод является более сильным окислителем (Е⁰ (I ₃^- /3I^-) = + 0.53 B) по сравнению с ионами меди (II) (E⁰ (Cu ²⁺ /Cu ⁺) = +0.167 B; E⁰(Cu ²⁺ /Cu↓) = +0.34 B). Ионы меди(II) не могут быть определены прямым или обратным иодометрическими методами титрования, они находятся в максимально окисленной форме. Для определения ионов меди (II) применяют косвенное иодометрическое титрование, основанное на взаимодействии ионов Cu ²⁺ с иодид-ионами, сопровождающееся окислением ионов иода до элементного состояния:

2Cu ²⁺ + 4I ^- = 2CuI + I₂,

и с последующим титрованем образовавшегося в эквивалентном количестве элементного иода стандартизованным раствором тиосульфата натрия:

I₂ + 2S₂О₃ ^2- = 2I^- + S₄О₆ ^2-

M(Cu) = 63,546 г/моль

n(Cu ²⁺) = n(I₂) = n(Na₂S₂0₃.5H₂0)

I. Стандартизация раствора тиосульфата натрия

Тиосульфат натрия не удовлетворяет предъявляемым к стандартным веществам требованиям, его раствор нельзя приготовить по точной навеске. Наиболее простым и достаточно точным методом определения титра раствора тиосульфата натрия является косвенный иодометрический метод. В основе метода - окислительно-восстановительная реакция, протекающая между бихроматом калия и иодидом калия в кислой среде, сопровождающаяся выделением эквивалентного количества элементного иода:

К₂Сr₂О₇ + 6KI + 7H₂SО₄ = 3I₂ + Сr₂(SO₄)₃ + 7Н₂О + 4K₂SО₄

или Сr₂О₇ ^2- + 6I^- + 14Н⁺ = 3I₂ + 2Cr³⁺ + 7Н₂О

М(1/6К₂Сr₂0₇)= (М(К₂Сr₂0₇))/6 = 294,19/6 = 49,03

Выделившийся иод оттитровывают стандартизируемым раствором тиосульфата натрия:

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

I₂ + 2S₂О₃ ^2- = 2I^- + S₄O₆ ^2-

M(Na₂S₂О₃^.5H₂О)= Mr(Na₂S₂О₃ 5H₂О) = 248,18/1 = 248,2

По количеству тиосульфата натрия, израсходованного на титрование выделившегося иода, вычисляют титр и молярную концентрацию эквивалента раствора тиосульфата натрия.

Реагенты:

Бихромат калия, K₂Cr₂O₇, 0,020 М (1/6 K₂Cr₂O₇), стандартный раствор;

Тиосульфат натрия, Na₂S₂О₃*5H₂О, 0,02 М раствор;

Серная кислота, 4 М раствор;

Иодид калия,KI, 20%-ный раствор;

Индикатор – крахмал.

Выполнение определения

Для выполнения работы можно использовать ранее приготовленный раствор бихромата калия. Рассчитывают навеску тиосульфата натрия, необходимую для приготовления 250 (200) мл 0,02 М раствора. Навеску тиосульфата натрия берут на технохимических весах и аккуратно переносят в мерную колбу вместимостью 250 (200) мл. Растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды и разбавляют до метки. В бюретку помещают раствор тиосульфата натрия. В колбу для титрования мерным цилиндром отмеривают 5 мл 20 %-ного раствора иодида калия, 5 мл 2 М раствора серной кислоты. К полученной смеси прибавляют аликвоту (10,00 мл) раствора бихромата калия. Для завершения реакции смесь оставляют на 5 минут в темноте. Затем приступают к титрованию раствора тиосульфатом натрия. Сначала титруют без индикатора, когда окраска раствора из темно-бурой перейдет в бледно-желтую (соломенную), прибавляют 5 – 6 капель раствора крахмала и продолжают титровать до перехода синей окраски в бледно-зеленую от одной капли раствора тиосульфата натрия. Последние капли прибавляют медленно, хорошо перемешивая раствор. Проводят не менее 3-х параллельных титрований, фиксируя объемы, пошедшие на каждое титрование.

Расчет результатов анализа:

Количества тиосульфата и бихромата эквивалентны. Молярную концентрацию эквивалента и титр тиосульфата натрия рассчитывают по формулам: