Аналитическая химия

Работа 3. Определение H₂O₂ в растворе пероксида водорода

В кислой среде пероксид водорода окисляется перманганатом калия :

– восстановление;
– окисление.
Молярная масса эквивалента H₂O₂ = 34,02/2 = 17, 01 г/моль.
Реагенты
Перманганат калия, KMnO₄, стандартизированный раствор.
Раствор пероксида водорода H₂O₂.
Серная кислота, H₂SO₄, 20 % -ный раствор.
Выполнение определения
3 мл раствора H₂O₂, отмеренные микробюреткой, выливают в мерную колбу (250,0 мл), наполовину заполненную дистиллированной водой. Затем колбу доливают до метки водой и полученный раствор перемешивают. Отобрав пипеткой 10,00 мл этого раствора переносят его в коническую колбу, добавляют в нее 10 мл 20 % -го раствора H₂SO₄ и титруют раствором KMnO₄.
Молярная концентрация эквивалента приготовленного раствора H₂O₂ C(1/2H₂O₂) моль/л определяется следующим образом: , где V_АЛ – объем аликвоты исследуемого раствора H₂O₂.
Масса H₂O₂ в 250,0мл раствора ,
где V_K – объем колбы (250 мл).
Процентная концентрация H₂O₂ , где – плотность раствора (принять равной 1 г/см³).


8.8. Иодометрия

Метод основан на реакции . Иод плохо растворим в воде, но в присутствии иодид-ионов образуется комплекс , поэтому при титровании протекает реакция .

Стандартный потенциал пары I₂/2I^– невелик (0,54 В). Свободный йод является относительно слабым окислителем, а ионы являются средними восстановителями. Многие восстановители, потенциал которых менее 0,54 В, способны окисляться свободным иодом, а многие окислители, потенциал которых больше 0,54 В способны восстанавливаться иодид-ионами. Таким образом, в иодометрических методах для определения восстановителей используется раствор йода, а для определения окислителей – раствор иодида калия. Последний обычно является вспомогательным, а рабочим раствором служит раствор тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃).
Точку эквивалентности в иодометрии определяют с помощью специфического индикатора – крахмала.
Определение восстановителей проводят прямым или обратным титрованием. Необходимость применения способа обратного титрования вызвана тем, что реакции между восстановителями и иодом протекают с незначительной скоростью и не до конца. Наличие же избытка I₂ приведет к быстрому и полному протеканию реакции.
Определение окислителей. При количественном определении окислителей использовать в качестве рабочего раствора раствор KI не представляется возможным: во-первых, из-за того, что при титровании устанавливается подвижное равновесие между иодид-ионами и продуктами их окисления, то есть реакция пойдет до конца при избытке иодид-ионов; во-вторых, нет возможности точно фиксировать точку эквивалентности и, в третих, раствор KI очень неустойчив. Поэтому для определения окислителей применяют косвенный метод – метод замещения. Например, если к кислому раствору дихромата калия прибавить избыток раствора KI, то моны Cr₂O₇^2- восстановятся иодид-ионами до Сr³⁺, выделив при этом строго эквивалентное количество свободного иода:
K₂Cr₂O₇ + 6 KI +7 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3 I₂ + 4 K₂SO₄ + 7 H₂O.
Выделившийся иод титруют рабочим раствором тиосульфата натрия и по расходу последнего нетрудно подсчитать количество хрома в исследуемом растворе
I₂ + 2 Na₂S₂O₃ = 2 NaI + Na₂S₄O₆.
Пример. К навеске 0,1200 г технического K₂Cr₂O₇ добавили избыток KI и соляной кислоты, и выделившийся иод оттитровали 22,85 мл 0,01 н. раствора Na₂S₂O₃. Рассчитать содержание хрома в техническом образце.
Решение.
m_Cr = V_B·C_B M(⅓ Cr) / 1000 =22,85·0,01·17,332/1000 = 0,00396 г (В– Na₂S₂O₃);
ω%(Cr) = 0,00396·100 % / 0,1200 = 3,30 %.

Условия проведения иодометрических определений

1. Иодометрическое титрование нельзя проводить в щелочной среде (рН>9), т.к. иод реагирует со щелочью: I₂ + 2 OH^– = IO^– + H₂O.

2. Титрование ведут на холоде, т.к. иод-вещество летучее, кроме того, с повышением температуры понижается чувствительность крахмала как индикатора.
3. При определении окислителей необходимо применять значительный избыток KI, т.к. растворимость иода в воде мала, а с KI образуется комплексный ион I^– + I₂ = [I₃]^-.
Избыток KI способствует также ускорению и более полному течению реакции в нужном направлении.