Йодометрия

1. Иодометрия - теоретические основы метода.

2. Титрант, среда, индикаторы, уравнения.

3. Применение в фармацевтическом анализе.

Иодометрией называют титриметрический метод в основе которого лежат реакции:

I₂ + 2? →2I^-

2I^- -2? → I₂

Методов иодометрии можно определять как окислители (они окисляют I^- до I°), так и восстановители (они восстанавливают йод до I^-).

Определение окислителей. Методом иодометри можно определять те окислители, которые количественно окисляют I^-в свободный I₂. Чаще всего определяю перманганаты, дихроматы, соли меди (II), соли железа (III), свободные галогены и др.

Окислитель реагирует с избытком иодида калия КI в кислой среде. При этом выделяется количество иода эквивалентное количеству окислителя. Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата натрия точно известной концентрации. Таким образом можно рассчитать количество определяемого окислителя, которое эквивалентно количеству тиосульфата, пошедшего на титрование иода. Следовательно, рабочим раствором в этом методе является раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃

Исходным веществом для установки титра Na₂S₂O₃ служит дихромат калия К₂Сг₂О₇.

Большинство окислителей нельзя титровать непосредственно тиосульфатом натрия, так как невозможно фиксировать точку эквивалентности. Поэтому для определения окислителей методом иодометрии применяют косвенный метод — титрование заместителя. Вначале проводят реакцию между окислителем и иодидом калия в кислой среде. Для подкисления применяют серную кислоту или хлороводородную. Реакция протекает по уравнению:

К₂Сг₂О₇ + 6KI + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 7Н₂О + 4K₂SO₄ + 3I₂
Сг₂О₇^2-+ 14Н⁺ + 6е →2Сг³⁺- + 7Н₂О
2I^- -2е- → I₂

Выделившийся свободный иод титруют раствором тиосульфата натрия:

Na₂S₂O₃ + I₂ = 2NaI + Na₂S₄O₆

2S₂O₃^2- -2е- → S₄O₆^2-

I₂ + 2? →2I^-

Индикатором в методе иодометрии служит раствор крахмала. Это чувствительный и специфический индикатор, образующий с иодом адсорбционное соединение синего цвета. Однако употребление этого индикатора имеет некоторые особенности. Во-первых, раствор крахмала необходимо прибавлять в самом конце титрования, когда иода остается очень мало, и титруемый раствор будет иметь светло-желтую окраску. Если прибавить крахмал раньше, когда иода в растворе еще много, то титрование будет осложнено тем, что образующееся соединение иода с крахмалом очень медленно реагирует с тиосульфатом. Вторая особенность обусловлена тем, что в данном случае мы титруем не до появления окраски (как это обычно бывает), а до исчезновения окраски. Поэтому вблизи точки конца титрования необходимо прибавлять раствор не более чем по одной капле, после каждой капли тщательно перемешивать раствор и ждать 3—5 с. Если не соблюдать оба эти условия, раствор очень легко перетитровать.

Для проведения определений окислителей иодометрическим методом нужно соблюдать ряд условий.

1) Чтобы реакция между окислителем и иодидом калия протекала практически до конца, ее нужно проводить в кислой среде.

2) Титрование ведут на холоду, так как при нагревании иод может частично улетучиться, а также потому, что с повышением температуры понижается чувствительность крахмала как индикатора.

3) Титрование нельзя проводить в сильнощелочной среде, так как иод реагирует со щелочью. Необходимо следить за тем, чтобы рН раствора не превышал 9.0.

4) При определении окислителя необходимо применять значительный избыток иодида калия. Растворимость иода в воде мала, а избыток KI способствует растворению выделившегося при реакции иода. Кроме того, избыток KI способствует ускорению реакции между ионами I^- и окислителем.

5) Скорость реакции между иодидом калия и окислителем недостаточно велика, поэтому к титрованию выделившегося иода приступают не сразу, а по истечению некоторого времени после прибавления окислителя.

6) При стоянии перед началом титрования реакци­онную смесь необходимо сохранять в затемненном месте, так как на свету ускоряется окисление I^- в I₂ кислородом воздуха.