Реакции окисления-восстановления в химическом анализе. (Лекция 8.3)

1.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ЛЕКЦИЯ 8, часть 3
Реакции окисления-восстановления в химическом анализе
Лектор Семенова Ирина Николаевна

2.

Иодометрия
Титрант – тиосульфат натрия Na2S2O3
Титруемое вещество – I2
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
I2 +2e = 2Iƒэкв = 1/2
2S2O32- -2e = S4O62ƒэкв = 1/1
В иодометрии титруется только иод, т.к. только в реакции с
иодом тиосульфат количественно окисляется до тетратионатионов.

3.

1. Ox + 2I- → Red + I2 (выделившийся в эквивалентном
окислителю количестве иод оттитровывают стандартным
раствором тиосульфата натрия)
n(ƒэкв. Ox) = n(1/1 Na2S2O3)
2. Red + I2(изб) → Ox + 2I- + (I2ост) ( оставшийся иод
оттитровывают стандартным раствором тиосульфата
натрия)
n(ƒэквRed) = n(1/2I2) – n(1/1Na2S2O3)

4.

Иодометрическое титрование проводится при 5 ≤ рН ≤ 7, т.к.
кислой среде тиосульфат разлагается:
S2O32- + 2H+ →H2S2O3 → S + SO2 + H2O,
При рН ˃ 7 идет реакция диспропорционирования иода:
I2 + OH- →2I- + IO- +H2O
IO- - гипоиодит более сильный окислитель, чем I2
IO- + S2O32- + H2O → 2 SO42- + I- + 2H+

5.

Приготовление и стандартизация тиосульфата натрия
Раствор тиосульфата натрия готовят на свежепрокипяченой воде
2Na2S2O3 + O2 → 2Na2SO4 + 2S
Na2S2O3 + CO2 + H20 → NaHCO3 + NaHSO3 + S
Стандартизация тиосульфата натрия проводится по бихромату калия:
K2Cr2O7 +6KI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4K2SO4 + 7H2O
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
n(1/6K2Cr2O7) = n(1/2I2) = n(1/1Na2S2O3)
В качестве индикатора применяется крахмал.

6.

Примеры практического применения иодометрии
1. Восстановители (SO32-; S2-) ( обратное титрование)
SO32-+ I2(изб) + H2O → SO42-+ 2I- + 2H+ + (I2ост)
I2ост + 2S2O32- = 2I- + S4O62n(1/2 SO32- )= n( 1/2 I2 ) – n(1/1S2O32- )
S2-+ I2(изб) → S + 2I- + (I2ост)
I2ост + 2S2O32- = 2I- + S4O62n(1/2 S2- )= n( 1/2 I2 ) – n(1/1S2O32- )

7.

2. Окислители (K2Cr2O7 ; Cu2+ ) ( титрование заместителя )
2CuSO4 + 4KI = 2CuI + 2K2SO4 + I2
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4 O6
n(1/1CuSO4) = n(1/1Na2S2O3)
3. Сильные кислоты
6HCl +5KI + KIO3 = 3I2 +6KCl + 3H2O
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4 O6
n(1/1HCl) = n(1/1Na2S2O3)

8.

4. Вещества, не обладающие окислительно-восстановительными
свойствами (Pb2+ ; Ba2+ )
1. Способ обратного титрования
2Pb2+ + Cr2O72- (изб) + H2O = 2Pb CrO42- + 2 Н+ +(Cr2O72- ост)
Cr2O72- (ост) + 6 I- + 14 Н+ = 2 Cr3+ + 3I2 + 7H2O
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4 O62n(1/3 Pb2+ ) = n(1/6 Cr2O72-) – n(1/1S2O32- )

9.

2. Способ титрования заместителя
2Pb CrO42- + 2Н+ = Cr2O72- + 2Pb2+ + H2O
Cr2O72- + 6 I- + 14 Н+ = 2 Cr3+ + 3I2 + 7H2O
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4 O62n(1/3 Pb2+ ) = n(1/1S2O32- )

10.

5. Органические соединения (формальдегид)
Способ обратного титрования
HCOH + I2(изб) + 3OH- = HCOO- + 2I- + 2 H2O +( I2ост )
I2ост + 2S2O32- = 2I- + S4O62n(1/2 HCOH ) = n(1/2 I2) – n(1/1S2O32- )

11.

1.
2.
1.
2.
3.
4.
5.
Достоинства иодометрии:
Потенциал пары I2 / 2I- не зависит от рН среды;
Возможность определения восстановителей, окислителей и
веществ, не обладающих окислительно-восстановительными
свойствами.
Недостатки иодометрии:
Изменение характеристик Na2S2O3 в процессе хранения;
Невозможность титрования в сильнокислых и щелочных
растворах;
Медленное окисление иодидов окислителями;
Потери иода вследствие его летучести;
Адсорбция иода осадками, образующимися в процессе
титрования.