Лабораторная работа № 4 Окислительно-восстановительное титрование

Используемые методы основаны на реакциях окисления - восстановления. Их называют обычно по применяемому титранту, например, иодометрия, перманганатометрия, броматометрия, дихроматометрия. В этих методах в качестве стандартных растворов применяют соответственно I₂, КМnО₄, КВrO₃, К₂Сг₂O₇ и т. д.

Иодометрия

Йодометрический метод титриметрического анализа основан на реакции:

I₃^- + 2е = 3I^-

Иод является окислителем средней силы. Поэтому данную систему используют как для определения окислителей (равновесие сдвигается влево), так и для определения восстановителей (равновесие сдвигается вправо).

В качестве индикатора в иодометрии применяют всегда свежеприготовленный 1%-ный раствор крахмала. При взаимодействии крахмала с иодом протекают два процесса — комплексообразование и адсорбция, в результате которых образуется соединение синего цвета. Чувствительность реакции с крахмалом велика, но резко падает с повышением температуры. Крахмал следует добавлять в титруемый раствор лишь тогда, когда основное количество иода уже оттитровано, иначе крахмал образует настолько прочное соединение с избытком иода, что наблюдается перерасход тиосульфата натрия.

Определение меди

Иодометрическое определение меди основано на реакциях;

2Cu²⁺ + 4I^- = 2CuI + I₂ (1)

I₂ + 2S₂O₃^2- = 2I^- + S₄O₆^2- (2)

E⁰_Cu²⁺_{, I}^-_/CuI = 0,86 В.

Для протекания первой реакции необходимо создать в рас­творе слабокислую среду для предотвращения образования гидроксокомплексов меди (II) (а тем самым для повышения потенци­ала системы Сu^2-, I^- /CuI) и брать большой избыток иодида (для понижения потенциала системы I₂/2I^- и растворения иода).

Реагенты:

Тиосульфат натрия, Na₂S₂O₃ ^.5Н₂О, 0,0500 М стандартный

раствор.

Иодид калия, КI, 5%-ный раствор.

Серная кислота, H₂SO₄, 1 M раствор.

Крахмал, свежеприготовленный, 1%-ный раствор.

Выполнение определения

Заполняют бюретку раствором тиосульфата натрия и закрывают трубкой с натронной известью. В колбу для титрования вместимостью 100 мл вносят пипеткой 10,00 мл раствора меди (II), 2 мл раствора серной кислоты, 30 мл раствора иодида калия и титруют раствором тиосульфата до желтой окраски суспензии. Затем добавляют несколько капель раствора крахмала и продолжают медленно титровать при перемешивании до тех пор, пока суспензия не станет белой.

Лабораторная работа № 5 Комплексонометрическое титрование

«Определение кальция и магния при совместном присутствии»

Комплексонометрическое титрование основано на реакциях образования комплексов ионов металлов с аминополикарбоновыми кислотами (комплексонами). Из многочисленных аминополикарбоновых кислот наиболее часто используют этилендиаминтетрауксусную кислоту (H₄Y)

НООСН₂С СН₂СООН

 

NH⁺CH₂CH₂  NH⁺

  OOC  H₂C СН₂ - СОО ^-

Вследствие низкой растворимости в воде сама кислота не подходит для приготовления раствора титранта. Для этого обыч­но используют дигидрат ее двунатриевой соли Na₂H₂Y^.2H₂O (ЭДТА). Эту соль можно получить добавлением к суспензии кислоты гидроксида натрия до рН5. В большинстве случаев для приготовления раствора ЭДТА используют коммерческий препарат, а затем раствор стандартизуют. Можно также исполь­зовать фиксанал ЭДТА.

Реакции взаимодействия различных катионов с ЭДТА в растворе можно представить уравнениями:

Ca²⁺ + H₂Y^2- = CaY^2- + 2H⁺

Bi ³⁺ + H₂Y^2- = BiY^- + 2H⁺

Th⁴⁺ + H₂Y^2- = ThY + 2H⁺

Видно, что независимо от заряда катиона образуются комплексы с соотношением компонентов 1:1. Следовательно, молярная масса эквивалента ЭДТА и определяемого иона металла равны их молекулярным массам.

Степень протекания реакции зависит от рН и константы устойчивости комплексоната. Катионы, образующие устойчивые комплексонаты, например, Fe (III), могут быть оттитрованы в кислых растворах. Ионы Са (II), Mg (II) и другие, образующие сравнительно менее устойчивые комплексонаты, титруют при рН = 9 и выше.

Конечную точку титрования определяют с помощью металлоиндикаторов — хромофорных органических веществ, образующих с ионами металлов интенсивно окрашенные комплексы.