Лабораторная работа № 20

Иодометрическое определение пероксида водорода

Опыт №1. Стандартизация раствора тиосульфата натрия

Стандартный раствор тиосульфата натрия является вторичным. В качестве первичного стандартного вещества для его стандартизации используется дихромат калия. Протекание реакции Na₂S₂O₃ с К₂Сг₂O₇ зависит от различных факторов и не может быть описано одним определённым уравнением, поэтому для стандартизации раствора Na₂S₂O₃ используют не прямое титрование раствором К₂Сг₂O₇, а титрование стандартизируемым раствором Na₂S₂O₃ иода, образовавшегося в процессе реакции К₂Сг₂O₇ с KI в кислой среде:

К₂Сг₂O₇ + 6 K I + 7 H₂SO₄ = 3I₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ +7Н₂O;

Сг₂O₇^2-+ 6e+14H⁺=2 Сг³⁺+7Н₂O следовательно f(Сг₂O₇^2-)=1/6

2I^- - 2e = I₂ или I^-- 1e = 1/2I₂ следовательно f(I^-)=1

Выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия в соответствии с уравнением реакции

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

I₂+ 2e = 2I ^- следовательно f(I₂)=1/2

2 S₂O₃^2--2e=S₄O₆^2- следовательно f(S₂O₃^2-)=1/2

Методика определения

Из стандарт-титра К₂Cr₂O₇·готовят 1л 0,1н раствора, который является первичным (стандартный раствор №1). Пипеткой Мора отбирают 20 мл полученного раствора и разбавляют в мерной колбе до 200мл (стандартный раствор №2). Концентрация такого раствора равна 0,01н.

Из стандарт-титра Na₂S₂O₃·5H₂O готовят 1л 0,1н раствора. Аналогично вышеприведенной процедуре получают 0,01н раствор тиосульфата натрия (натрия серноватистокислого).

Затем в 3 конических колбы для титрования вносят по 10,00 мл приготовленного 0,01н раствора К₂Сг₂O₇, прибавляют ~1мл 20% р-ра H₂SO₄ и 0,5 мл 10% раствора KI. Колбы прикрывают часовым стеклом и оставляют стоять 3-5 минут в тёмном месте. Затем оттитровывают выделившийся иод стандартизируемым раствором Na₂S₂O₃. Вначале титрование проводят без добавления индикатора. Когда окраска раствора станет светло-жёлтой, к нему добавляют около 0,5 мл раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синего окрашивания иодкрахмального комплекса (окраска раствора при этом будет бледно-зелёной, что вызвано присутствием ионов Сг³⁺).

Расчёты

Т.к. n_э(K₂Cr₂O₇) = n_э(I₂) = n_э(Na₂S₂O₃) следовательно

n_э(K₂Cr₂O₇) = n_э(Na₂S₂O₃),

тогда расчёт молярной концентрации эквивалента Na₂S₂O₃ в стандартизируемом растворе проводят по формуле:

Опыт №2. Иодометрическое определение пероксида водорода

При иодометрическом определении пероксида водорода вначале проводят реакцию Н₂O₂с KI. Выделяющийся I₂ затем оттитровывается стандартизованным раствором тиосульфата натрия, т.е. с точки зрения техники анализа используется титрование заместителя, основанное на окислительных свойствах Н₂O₂. Окисление иодид-ионов пероксидом водорода протекает медленно. В качестве катализатора для данной реакции используется ион МоO₄^2-:

Н₂O₂ + I^- + 2Н⁺ I₂+ 2Н₂O.

Полуреакцию превращения пероксида водорода до воды в кислой среде можно представить в виде

Н₂O₂ +-2е^- + 2Н⁺ =2Н₂O

Тогда M_э(H₂O₂) = (34,015/2) г/моль=17,007г/моль,

Выделившийся иод, количество которого эквивалентно количеству вступившего в реакцию пероксида водорода, титруют стандартным раствором Na₂S₂O₃.

Методика определения

В мерную колбу вместимостью 100,0 мл помещают 5,00 мл анализируемого раствора, доводят содержимое колбы водой до метки и перемешивают. В 3 колбы для титрования отмеривают по 10,00 мл приготовленного раствора, прибавляют в каждую колбу по 5 мл 20% раствора H₂SO₄, 5 мл 10% раствора KI и 5 капель 30% раствора (NH₄)₂MoO₄. Выделившийся иод титруют стандартным раствором Na₂S₂O₃. Стандартизованным в предыдущем опыте. Крахмал добавляют незадолго до достижения конечной точки титрования.