окисно-відновного титрування(РЕДОКСОМЕТРІЯ, ОКСІДІМЕТРІЯ)
Сутність і класифікація методівокисно-відновного титрування
Методи редоксометріі засновані на реакціяхокислення-відновлення. Розроблено дуже багато методів. Їх класифікують увідповідно до застосовуваного стандартним (робочим, титранту) розчином. Найбільшчасто застосовуються такі методи:
перманганатометрія - метод, якийзаснований на окислювальної здатності робочого розчину перманганату калію KМnO4.Титрування ведеться без індикатора. Застосовується для визначення тількивідновників при прямому титруванні.
Іодометрія - метод, в якому робочимтитруватирозчину служить розчин вільного йоду в КI.Метод дозволяє визначати як окислювачі, так і відновники. Індикаторомслужить крохмаль.
Діхроматометріязаснована на використанні в якості робочого розчину дихромату калію K2Cr2O7.Метод може застосовуватися як для прямих так і непрямих визначень відновників.
Броматометрія заснована на використанні в якості титранту броматакалію KBrO3 при визначенні відновників.
Іодатометрія застосовує в якості робочогорозчину розчин иодата калію KIO3 при визначенні відновників.
Ванадатометрія дає можливістьвикористовувати окислювальну здатність ванадати аммоноя NH4VO3.Крім перерахованих методів в лабораторній практиці використовуються і такі методияк церіметрія (Ce4 +), тітанометрія та інші.
Для обчислення молярної маси еквівалентаокислювачів або відновлювачів враховується число електронів, що приймаютьучасть в окисно-відновній реакції (Ме = М/ne,де n - число електронів е). Для визначення числаелектронів необхідно знати початкову та кінцеву ступінь окислення окислювача івідновлювача.
З великого числаокислювально-відновних реакцій для хімічного аналізу використовуютьтільки ті реакції, які:
В·протікають до кінця;
В·проходять швидко і стехіометрічно;
<p> В·утворюють продукти певногохімічного складу (формули);
В·дозволяють точно фіксувати точкуеквівалентності;
В·не вступають в реакцію з побічнимипродуктами, присутніми в досліджуваному розчині.
Найбільш важливими чинниками, що роблятьвплив на швидкість реакції, є:
В·концентрація реагуючих речовин;
В·температура;
В·значення рН розчину;
В·присутність каталізатора.
У більшості випадків швидкість реакціїзнаходиться в прямій залежності від температури і рН розчину. Тому багатовизначення методом окисно-відновного титрування слідпроводити при певному значенні рН і при нагріванні.
Індикаториокисно-відновного титрування
окислювальнийвідновний титрування
При аналізі методамиокисно-відновного титрування використовується пряме, зворотне ізамісне титрування. Точка еквівалентності окислювально-відновноготитрування фіксується як за допомогою індикаторів, так і безіндікаторнимспособом. Безіндікаторний спосіб застосовується в тих випадках, коли окислена івідновлена ​​форми титранту відрізняються. У точці еквівалентності, привведенні 1 краплі надлишку розчину титранту змінить забарвлення розчину.Безіндікаторним способом можна проводити визначення перманганатометріческімметодом, тому в точці еквівалентності від однієї краплі розчину перманганатукалію Тітруемая розчин окращівается в блідорожева кольору.
При индикаторном способі фіксаціїточки еквівалентності застосовують специфічні і редоксіндікатори. Доспецифічним індикаторам відноситься крохмаль в іодометріі, який у присутностівільного йоду забарвлюється в інтенсивно-синій колір внаслідок утворенняадсорбційного з'єднання синього кольору. Редокс-індикатори - це речовини, уяких забарвлення змінюється при досягненні певного значенняокислювально-відновного (редокспотенціала). До редокс-індикаторіввідноситься, наприклад, дифеніламін NH (C6H5) 2.При дії на безбарвні розчини його окисниками він забарвлюється всиньо-фіолетовий колір.
Редокс-індикаторам пред'являють наступнівимоги:
В·забарвлення окисленої івідновленої форми повинна бути різна;
В·зміна кольору повинно бутипомітно при невеликій кількості індикатора;
В·індикатор повинен реагувати вточці еквівалентності з вельми невеликим надлишком відновлювача абоокислювача;
В·інтервал дії його повинен бутияк можна менше;
В·індикатор повинен бути стійкий до впливукомпонентів навколишнього середовища (О2, повітря, СО2, світла і т.п.).
Інтервал дії редокс-індикаторарозраховується за формулою:
Е = Ео В± 0,058/n,
де Ео - нормальнийокислювально-відновний потенціал індикатора (у довіднику), n -число електронів, що приймають у процесі окісленіяілі відновленняіндикатора.
перманганатометрія
В основі перманганатометрія лежить реакціяокислення різних відновників робочим розчином перманганату калію, тобтоіоном MnO4-. Окислення перманганатом калію можна проводити вкислому, нейтральною і в лужному середовищі
У сильнокислой середовищі перманганат-іони (МnО4-)володіють високим окислювально-відновним потенціалом, відновлюючисьдо Мn2 +, і їх застосовують для визначення багатьохвідновників:
МnО4-+ 8Н + + 5е = Мn2 + +4Н2О
Е0 МnО4-/ Мn2 + =1,51 В
У лужному середовищі МnО4-відновлюєтьсядо манганат іона:
МnО4-+ е = МnО42-
У нейтральній чи слабощелочной середовищіперманганат іон відновлюється до марганцевистої кислоти MnO (OH) 2або до MnO2:
МnО4-+ 2Н2О + 3е = МnО2 ↓+ 4ОН-
Е0 МnО4-/ МnО2 =0,59 В
При титруванні перманганатом не застосовуютьіндикатори, так як реагент сам пофарбований і є чутливим індикатором:0,1 мл 0,01 М розчину КМnО4 забарвлює 100 мл води в блідо-рожевий колір. Врезультаті реакції перманганату калію з відновлювачем в кислому середовищіутворюються безбарвні іони Мn2 +, що дозволяє чітко фіксувати точкуеквівалентності.
Розчин КМnО4 відноситься дотитранту з встановленим титром. У зв'язку з цим перед використанням його ваналізі в якості титранту розчин КМnО4 стандартизують по концентраціїрозчинів вихідних речовин шавелевой кислоти або оксалату натрію. Розчинперманганату калію дуже важко отримати у чистому вигляді. Зазвичай він забрудненийслідами оксиду марганцю (IV). Крім того, чистий дистильована вода зазвичаймістить сліди речовин, які відновлюють перманганат калію зутворенням оксиду марганцю (IV):
4 КМnО4 + 2Н2О = 4 МnО2 ↓+ 4ОН-+ 3О2
При зберіганні в твердому вигляді перманганаткалію розкладається під дією світла, забруднюючи також МnО2:
КМnО4 = К2МnО4 +МnО2 ↓ + О2
Розчин перманганату калію може бутиприготований з стандарт - титру та по наважці взятої на технічних вагах. Впершому випадку вміст ампули кількісно переноситься в мірну колбумісткістю 2л, опаласківая ампулу і воронку теплою дистильованою водою.Внести в мірну колбу невеликий об'єм гарячої води для розчинення кристалів,потім отриманий розчин охолодити до кімнатної температури, об'єм розчинудовести до мітки і пермешать. Молярна концентрація отриманого розчинускладає 0,05 моль/л.
У другому випадку на технічних вагах убюксе або на годинному склі відважити наважку перманганату калію масою 1,6 г, помістити її в хімічний стакан і розчиняти в гарячій дистильованій воді при ретельномуперемішуванні утворюється розчину, намагаючись, щоб всі кристали КМnО4 розчинилися. Потім розчин обережно злити черезворонку в мірну колбу місткістю 1 л і ретельно перемішати, попередньозакривши колбу притертою пробкою (гумову пробку не використовувати).Приготовлений розчин КМnО4 залишити на 7-10 днів, потім відфільтрувати розчинчерез лійку зі скляною ватою або обережно злити в іншу склянку за допомогоюсифона. Зберігати розчин КМnО4 обов'язково в темних склянках, захищених від світла,щоб попередити розкладання.
Установку титру розчину перманганатукалію, приготованого по взятої наважки, можна проводити по щавлевої кислоти Н2С2О4 * 2Н2О або оксалату натрію Na2C2O4.
Визначеннянітрит-іонів в розчині
У нейтральній або лужном...
