Вопрос №31. Окислительно-восстановительное титрование. Пермангонатометрия. Йодометрия. Титранты и индикаторы

Методы редоксометрии основаны на реакциях окисления-восстановления. Разработано очень много методов. Их классифицируют в соответствии с применяемым стандартным (рабочим, титрантом) раствором. Наиболее часто применяются следующие методы:

Перманганатометрия - метод, который основан на окислительной способности рабочего раствора перманганата калия KМnO4. Титрование ведется без индикатора. Применяется для определения только восстановителей при прямом титровании.

В основе перманганатометрии лежит реакция окисления различных восстановителей рабочим раствором перманганата калия, т.е. ионом MnO4-. Окисление перманганатом калия можно проводить в кислой, нейтральной и в щелочной среде.

· В сильнокислой среде перманганат-ионы (МnО₄^-) обладают высоким окислительно-восстановительным потенциалом, восстанавливаясь до Мn2+, и их применяют для определения многих восстановителей:

МnО₄^- + 8Н+ + 5е = Мn²⁺ + 4Н₂О

· В щелочной среде МnО4- восстанавливается до манганат иона:

МnО₄^- + е = МnО₄^2-

· В нейтральной или слабощелочной среде перманганат ион восстанавливается до марганцовистой кислоты MnO(OH)₂ или до MnO₂:

МnО₄^- + 2Н₂О + 3е = МnО₂ + 4ОН^-

Раствор КМnО4 относится к титрантам с установленным титром. В связи с этим перед использованием его в анализе в качестве титранта раствор КМnО₄.

Лабораторная работа по определению нормальности и титра раствора перманганата калия по приготовленному титрованному раствору оксалата калия.

В колбу для титрования отмерили пипеткой раствор оксалата натрия известной концентрации, туда же добавили серную кислоту, нагрели до сильного парообразования и титровали раствором перманганата калия при постоянном помешивании до эквивалентной точки, которая определяется по появлению стойкой бледно-розовой окраски.

Затем составили таблицу результатов титрования, записали уравнение взаимодействия оксалата натрия и перманганата калия в кислой среде. Вычислили эквивалентные массы, рассчитали нормальность и титр.

5Na₂C₂O₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ à K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ + 2MnSO₄+ 10CO₂ + 8H₂O

C₂³⁺ -2e à 2C⁴⁺ │5│вос-ль

Mn⁷⁺ +5e à Mn²⁺ │2│ок-ль

Иодометрия - метод, в котором рабочим титрованным раствором служит раствор свободного иода в КI. Метод позволяет определять как окислители, так и восстановители. В качестве титранта при определении окислителей применяется раствор тиосульфата натрия, который взаимодействует с выделившимся йодом (заместитель) в эквивалентном количестве.

При анализе методами окислительно-восстановительного титрования используется прямое, обратное и заместительное титрование. Точка эквивалентности окислительно-восстановительного титрования фиксируется как с помощью индикаторов, так и безиндикаторным способом.

Безиндикаторный способ применяется в тех случаях, когда окисленная и восстановленная формы титранта отличаются.

При индикаторном способе фиксирования точки эквивалентности применяют специфические и редоксиндикаторы. К специфическим индикаторам относится крахмал в иодометрии, который в присутствии свободного иода окрашивается в интенсивно-синий цвет вследствие образования адсорбционного соединения синего цвета.

Лабораторная работа по определению нормальности и титра раствора тиосульфата натрия по приготовленному титрованному раствору дихромата калия.

В колбу для титрования отмерили пипеткой раствор дихромата калия известной концентрации, добавили 3% раствор йодида калия и раствор серной кислоты. Раствор перемешали, колбу накрыли стеклом и оставили на 5 минут. Бюретку заполнили раствором тиосульфата натрия неизвестной концентрации. Выделившийся йод протитровали раствором тиосульфата натрия до светло-желтого цвета, прибавили 1% раствор крахмала и продолжили титровать до появления бледно-голубой окраски, которая должна исчезнуть от одной капли титранта. В эквивалентной точке раствор имеет зеленоватый оттенок за счет присутствия солей хрома Cr³⁺

Затем составили таблицу результатов титрования, записали уравнение взаимодействия йодида калия с дихроматом калия в кислой среде и тиосульфата натрия с йодом. Рассчитали нормальность и титр.

K₂Cr₂O₇ + 6 KI + 7H₂SO₄à 3I₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

Cr₂O₇ ^2- +15H⁺ +6e à 2Cr²⁺ + 7H₂O │3

2I^- - 2e à I⁰₂ │1

I₂ + 2Na₂S₂O₃ à 2NaI + Na₂S₄O₆

I₂⁰ + 2eà 2I^- │1

2 S₂O₃^2- - 2e à S₄O₆^2- │1