Виды окислительно-восстановительного

Титрования

В окислительно-восстановительном, как и в кислотно-основном титровании, применяют прямое и косвенное (обратное или заместительное) титрование.

При обратном титровании сначала добавляют заведомо известный избыток реагента, а затем избыток титруют соответствующим титрантом.

При заместительном титровании титруют не само определяемое вещество, а заместитель – продукт его взаимодействия с избытком соответствующего реагента.

Наиболее точные результаты при прочих равных условиях получают при прямом титровании.

II. Йодометрическое определение содержания

Fe (III) в растворе его соли

Йодометрические методы основаны на применении стандартного раствора тиосульфата натриядля титрования йода, выделившегося при взаимодействии определяемого окислителя с избытком йодида калия. Избыток KI способствует ускорению реакции, течению ее в нужном направлении и растворяет элементарный йод по реакции:

I₂+KI↔K[I₃] (в воде элементарный йод плохо растворим).

Йодид-ион является восстановителем умеренной силы, его применяют для определения большого числа окислителей. Прямое титтрование стандартным раствором KI не используют из-за трудностей фиксации конечной точки титрования и относительно медленно протекающего процесса. Для определения окислителей йодометрическим методом применяют способ заместительного титрования (косвенное титрование).

Сначала к раствору окислителя (сульфата Fe³⁺) добавляют избыток йодида калия (восстановитель)

2I^- + 2Fe³⁺ = I₂ + 2Fe²⁺,

2I^- - 2 ē = I₂; 2Fe³⁺ + 2 ē = 2Fe²⁺,

2KI + Fe₂(SO₄)₃ = I₂ + 2FeSO₄ + К₂SO₄, (1)

а затем титруют выделившийся в эквивалентном количестве йод тиосульфатом натрия

I₂ + 2S₂O₃^2-→ 2I^- + S₄O₆^2-,

I₂ + 2 ē = 2I^-

2S₂O₃^2- - 2 ē = 2S₄O₆^2-

I₂ + 2Na₂S₂O₃→ 2NaI + Na₂S₄O₆, (2)

Анализ 1 и 2 реакций показывает, что, несмотря на то, что Fe³⁺ и S₂O₃^2- непосредственно друг с другом не реагируют, их количества в реакциях эквивалентны. Число эквивалентов вещества в окислительно-восстановительных реакциях соответствует числу электронов, участвующих в редокс-процессе:

= n _{э тиосульф-иона} и одновременно =

Для расчётов результатов титрования необходимо знать

эквивалентные массы реагентов, Э г/моль.

В окислительно-восстановительных реакциях они равны мольным массам, делённым на число отданных или принятых электронов.

Экспериментальная часть

Оборудование и реактивы:

– бюретки на 25 мл, мерные колбы на 100 (50) мл, колбы конические для титрования на 100 (50) мл, пипетки на 5 или 10 мл, резиновые груши;

– исходный исследуемый раствор сульфата Fe³⁺;

– 10-процентный раствор йодида калия, KI;

– 0,01н раствор тиосульфата натрия, Na₂S₂O₃;

– серная кислота, 1М раствор;

– индикатор – 0,5 % раствор крахмала.

Работа предполагает 2 задания – соответственно для двух подгрупп или на выбор преподавателя. Задания выполняются индивидуально каждым студентом.

Задание 1

Задача: приготовить ≈ 0,01н раствор сульфата железа (III) по окислительно-восстановительному эквиваленту и определить точную концентрацию приготовленного раствора йодометрическим титрованием.

– Рассчитайте, какой объём (V _исх) исходного раствора сульфата железа (III) с известной процентной концентрацией (W_исх) и плотностью (d_исх г/мл)необходим для приготовления 100 мл 0,01н раствора, используя формулу:

где Э _В – окислительно-восстановительный эквивалент соли Fe₂(SO₄)₃для перехода:

2Fe³⁺ + 2ē → 2Fe²⁺.

Выполнение эксперимента

– В мерную колбу на 100 (50) мл для предотвращения гидролиза сначала налейте пипеткой 2 (1) мл 1М серной кислоты(избытка избегайте!)*, затем отмерьте из бюретки рассчитанное количество исходного раствора. Долейте содержимое до метки дистиллированной водой, закройте пробкой и тщательно перемешайте.

Задание 2

Задача: определить массу Fe (III) в граммах в контрольной пробе.

– Получите у преподавателя задание: мерную колбу на 100 (50) мл с неизвестным количеством исследуемого раствора сульфата Fe (III). Раствор в колбе доведите до метки дистиллированной водой, предварительно добавив в колбу в зависимости от её объёма 1-2 мл 1М серной кислоты. Избытка избегайте! *⁾. Закройте колбу пробкой и тщательно перемешайте.