Г. Б. Слепченко Кандидат химических наук, доцент Сибгму
жүктеу/скачать 2,27 Mb.
|
Titrimetria
- Бұл бет үшін навигация:
- Редокс-индикаторы
- 4.3. Характеристика метода перманганатометрии
- 4.4. Характеристика метода йодометрии
- 4.5. Характеристика метода дихроматометрии
| Специфические индикаторы вступают в специфическую реакцию с окислителем или восстановителем. Например, в методах, основанных на титровании стандартным раствором йода (йодометрия), точку эквивалентности устанавливают при помощи индикатора – крахмала, образующего с йодом адсорбционные комплексные соединения интенсивно синего цвета.
В некоторых случаях конец титрования определяют по обесцвечиванию кроваво-красной окраски роданида железа в присутствии избытка восстановителя. Редокс-индикаторы изменяют свою окраску в связи с достижением титруемым раствором определенного значения окислительно-восстановительного потенциала. Окислительно-восстановительные индикаторы (редокс-индикато-ры) представляют собой органические соединения, окисленная и восстановленная формы которых имеют различную окраску. Эти индикаторы имеют определенную окраску в пределах определенных значений окислительно-восстановительного потенциала. Интервал перехода редокс-индикаторов (pT) описывается уравнением В случае индикатора дифениламина, для которого , а z=2, интервал перехода лежит в пределах от до Чтобы окраска редокс-индикатора изменялась при титровании резко и индикаторная ошибка титрования была незначительной, интервал перехода индикатора должен находиться в пределах скачка потенциалов на кривой титрования. В качестве окислительно-восстановительных индикаторов применяются дифениламин, N-фенилантраниловая кислота, ферроин, метиловый синий и др. Все эти индикаторы являются обратимыми, т. е. при избытке окислителя окрашиваются, а при избытке восстановителя обесцвечиваются и наоборот. При окислении или восстановлении молекула индикатора не разрушается, а лишь меняет строение. 4.3. Характеристика метода перманганатометрии Метод перманганатометрии основан на реакциях окисления восстановителей ионом перманганата. Окисление может проводиться как в кислой, так и в щелочной или нейтральной средах. При окислении в кислой среде восстановление до Mn2+ протекает следующим образом: При окислении в слабощелочной или нейтральной среде восстанавливается до MnO2, выпадающего в осадок бурого цвета: Стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары (+1,51 В) гораздо выше, чем Е пары (+0,59 В). Следовательно, окислительная способность перманганата в кислой среде выше, чем в слабощелочной (нейтральной). В то время как при титровании в кислой среде образуются бесцветные ионы Mn2+, в слабощелочной или нейтральной среде выпадает темно-бурый осадок, затрудняющий фиксирование точки эквивалентности по окраске небольшого избытка перманганата. Рабочий раствор KMnO4 нельзя готовить путем взятия точной навески и растворения ее в определенном объеме воды. Обычно берут приблизительную навеску KMnO4 и приготовленный раствор стандартизируют. Для стандартизации раствора перманганата калия применяют H2C2O4 . 2H2O, (NH4)2C2O4 . H2O, Na2C2O4, As2O3, K4[Fe(CN)6], металлическое железо и некоторые другие вещества. Наиболее удобны как установочные вещества щавелевая кислота и ее соли, т. к. они могут быть легко очищены от примесей перекристаллизацией из водных растворов. Методом перманганатометрии можно определять: восстановители (методом прямого титрования): металлы (Fe); низкозарядные (Fe2+, Sn2+, Ti3+, Cr2+ и др.) ионы, способные давать соединения высших степеней окисления; отрицательно заряженные ионы неметаллов (S2-, I -, Br -); комплексные анионы-восстановители (SCN - , CN -, и др.). окислители (методом обратного титрования): , и др. вещества, не обладающие окислительно-восстановительными свойствами (методом косвенного титрования): Ca2+, Bi3+, Zn2+ - ионы и др. 4.4. Характеристика метода йодометрии Йодометрический метод анализа основан на окислительно-восстановительных реакциях, связанных с восстановлением I2 до I–-ионов и с окислением I– - ионов до I2: Кристаллический йод малорастворим в воде. Поэтому обычно применяют раствор йода в KI, в котором йод связан в комплексное соединение: . Методом йодометрии можно определять как окислители, так и восстановители. Вещества, легко окисляемые элементарным йодом (т. е. такие, окислительно-восстановительные потенциалы систем которых меньше ), титруют непосредственно стандартными растворами йода. Такие методы определения называют методами прямого йодометрического титрования. Так определяют сульфиды, сульфиты, тиосульфаты и другие сильные восстановители. В качестве индикатора применяют чувствительный реактив на йод – раствор крахмала, образующий с йодом соединение интенсивно синего цвета. При титровании в присутствии крахмала конечную точку титрования определяют по появлению синей окраски, вызываемой одной лишней каплей йода. Окислители (т. е. вещества, окислительно-восстановительный потенциал которых больше, чем ) определяют методом косвенного йодометрического титрования. Для этого к растворам окислителей добавляют избыток йодида калия, а затем выделившийся в эквивалентном окислителю количестве элементарный йод оттитровывают стандартным раствором тиосульфата натрия Na2S2O3. Так определяют KMnO4, K2Cr2O7, KClO3, Cl2, Br2, соли меди (II), нитриты, пероксид водорода и другие окислители. В некоторых случаях применяют и метод обратного йодометрического титрования. При этом к раствору определяемого вещества (например, S2- -иона) добавляют избыточное количество стандартного раствора йода и остаток не вступившего в реакцию с восстановителем раствора I2 оттитровывают рабочим раствором тиосульфата натрия. Конец реакции между йодом и тиосульфатом устанавливают по изменению окраски раствора крахмала, который добавляют в титруемый раствор в конце титрования вблизи точки эквивалентности, поскольку растворимость йодкрахмального комплекса в воде мала и высокие концентрации йода разрушают крахмал, причем образуются продукты, являющиеся не полностью обратимыми индикаторами. Стандартный раствор йода можно приготовить либо исходя из точной навески химически чистого кристаллического йода, либо пользуясь йодом, имеющимся в продаже. В последнем случае титр раствора устанавливают обычно по стандартному раствору тиосульфата натрия. Титрование йода тиосульфатом натрия Na2S2O3 . 5H2O происходит по уравнению реакции Стандартный раствор тиосульфата натрия по точной навеске приготовить нельзя, т. к. кристаллический Na2S2O3 легко теряет кристаллизационную воду. Кроме того, тиосульфат является соединением очень неустойчивым. Для стандартизации раствора тиосульфата натрия используют йодат калия KIO3, бромат калия KBrO3, дихромат калия K2Cr2O7, гидройодат калия KH(IO3)2 и др. Метод йодометрии широко применяется в химическом анализе. Этим методом определяют соединения мышьяка (III); медь (II) в солях, рудах; многие органические лекарственные препараты – формалин, анальгин, аскорбиновую кислоту и др. 4.5. Характеристика метода дихроматометрии Дихроматометрическое титрование основано на реакциях окисления восстановителей дихроматом калия: . В кислой среде K2Cr2O7 является сильным окислителем. С помощью дихромата калия можно титровать почти все вещества, которые титруют перманганатом калия. По сравнению с перманганатометрией дихроматометрия имеет некоторые преимущества: - K2Cr2O7 легко получить в химически чистом виде перекристаллизацией из водного раствора. Стандартный 0,1 н раствор дихромата калия можно приготовить по точной навеске. - раствор дихромата калия очень устойчив. Он не разлагается даже при кипячении в подкисленном растворе. Вследствие этого титр его не изменяется при хранении. - титрование дихроматом калия может быть проведено как в сернокислом, так и в солянокислом растворе, т. к. дихромат на холоде не реагирует с хлорид-ионами. Недостатком дихроматометрии является то, что при титровании образуются Cr3+-ионы, придающие раствору зеленую окраску, затрудняющую фиксирование точки эквивалентности. Индикаторами при дихроматометрическом титровании служат дифениламин, дифениламинсульфокислота или фенилантраниловая кислота (окрашивание титруемого раствора в сине-фиолетовый цвет свидетельствует о достижении точки эквивалентности). жүктеу/скачать 2,27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|