Йодометрія

Основна речовина, використовувана як окисник у йодометрії – йод, для якого E⁰(I₂/2I^-) = +0,536 B. Він окиснює всі відновники, окисно-відновний потенціал яких менший E⁰( I₂/2I ^-). Кристалічний йод малорозчинний у воді. Тому зазвичай його розчин використовують як стандартний у KI:

I₂+I^- ↔ I₃^-

Оскільки E⁰(I₃^-/3I^-) = +0,545 B, то окисно-відновні потенціали систем I₂/2I^- і I₃^-/3I^- можна вважати однаковими.

Речовини, що мають окисно-відновні потенціали, більші E⁰(I₂/2I^-), можуть бути визначені за допомогою зворотного йодометричного титрування або непрямого йодометричного визначення.

В основі йодометрії лежать реакції виділення вільного йоду з йодистих солей окисниками або, навпаки, переведення його відновниками в іони:

I₂ + 2ē → 2I^-

Ця реакція застосовується у двох випадках. Вимірявши кількість поглиненого або виділеного йоду, можна обчислити кількість окисників або відновників. Кількість вільного йоду в розчині визначають, титруючи його тіосульфатом натрію. При цьому відбувається реакція

I₂ + 2S₂O₃^2- ↔ 2I^- + S₄O₆^2-

Як вихідну речовину для встановлення молярної концентрації еквівалента Na₂S₂O₃ використовують чистий йод або калій дихромат.

Лабораторна робота 23 Стандартизація розчину натрію тіосульфату за дихроматом калію

У разі окиснення натрію тіосульфату дихроматом калію реакція проходить нестехіометрично. Тому в основі визначення концентрації розчину лежить реакція

Cr₂О₇^2- + 6I^- + 14Н⁺ → 2Cr³⁺ + 3I₂ + 7Н₂О

Виділений йод титрують тіосульфатом натрію за наявності крохмалю до його знебарвлення:

I₂ + 2S₂O₃^2- ↔ 2I^- + S₄O₆^2-

Реактиви, обладнання: розчин К₂Cr₂О₇, КI, ч.д.а., 2 М розчин HCl, ~0,1 М (1/2 Na₂S₂O₃) розчин Na₂S₂O₃, бюретка ємністю 25 см³, піпетка ємністю 25 см³, колба для титрування ємністю 250 см³, годинникове скло.

Хід роботи

У колбу помістимо 25 см³ стандартного розчину калію дихромату, додамо 25 см³ води, 2 г йодиду калію та 15 см³ 2 М розчину HCl, добре перемішаємо, накриємо годинниковим склом, дамо постояти в темряві 5 хв і відтитруємо розчином натрію тіосульфату до жовтого (солом'яного) кольору. Потім додамо крохмаль і продовжимо титрування до зникнення ясно-синього забарвлення сполуки йоду з крохмалем і появи блідо-зеленого кольору в разі утворення тривалентного хрому. За одержаними даними розрахуємо С(1/2 Na₂S₂O₃) за формулою (7).

Лабораторна робота 24 Визначення розчиненого кисню у воді (контрольне завдання)

Визначення розчиненого у воді кисню ґрунтується на здатності манган(II) гідрату закису окиснюватися за наявності лугу до манган(IV) гідрату:

2Mn(OH)₂ + O₂ → 2MnО(OH)₂

Унаслідок дії на манган(IV) гідрат хлоридної кислоти утворюється вільний хлор Сl₂ у кількості, еквівалентній розчиненому у воді O₂:

2MnО(OH)₂ + 2Cl^- + 4H⁺ → Mn²⁺ + Cl₂ + 3H₂O

За наявності йодиду калію хлор виділяє еквівалентну кількість йоду

Cl₂ + 2I^- → I₂ = 2Cl^-,

який титрують Na₂S₂O₃: I₂ + 2S₂O₃^2- ↔ 2I^- + S₄O₆^2-

Реактиви, обладнання: розчин NaOH+KI (32 г NaOH та 20 г KI у 100 см³ води), розчин MnCl₂ (50 г MnCl₂·4H₂O у 100 см³ води), ~0,1 М (1/2 Na₂S₂O₃) розчин Na₂S₂O₃, НCl_конц., піпетки з довгим носиком ємністю 1 см³, бюретка ємністю 25 см³, розчин крохмалю.