Иодометрическое определение окислителей

Цель работы: определить иодометрическим методом:

– проба А – массу меди(II) или соли CuSO₄ ∙ 5H₂O в пробе (г);

– проба Б – массовую концентрацию «активного хлора» в водопроводной воде (мг Cl₂/л).

Сущность работы. В иодометрии применяют растворы восстановителей Na₂S₂O₃ и KI, но прямое титрование ими окислителей невозможно, поскольку реакции между окислителями и Na₂S₂O₃ идут нестехиометрично, а между окислителями и KI – медленно. Кроме того, раствор KI неустойчив и нет возможности зафиксировать к. т. т. при титровании этим раствором.

Поэтому для определения окислителей используют титрование заместителя: окислитель замещают эквивалентным количеством
иода, затем титруют выделившийся йод раствором тиосульфата:

В качестве рабочего раствора используют стандартный раствор Na₂S₂O₃, в качестве вспомогательных – растворы KI и Н₂SO₄. Специфический индикатор крахмал добавляют вблизи т. э.

Определение Cu²⁺ основано на взаимодействии ионов Cu²⁺ с иодид-ионами и последующем титровании выделившегося иода стандартным раствором тиосульфата натрия:

2Cu²⁺ + 4I^– = I₂ + 2CuI↓

Значение стандартного потенциала пары I₂/2I^– (0, 54 В) заметно превышает соответствующее значение пары Cu²⁺/Cu⁺ (0, 16 В), поэтому окисление иодида ионами меди(II) представляется нереальным. Однако на самом деле реакция между Cu²⁺ и I^– протекает количественно. Это обусловлено образованием малорастворимого осадка CuI, что существенно повышает потенциал пары Cu²⁺/Cu⁺. Реакцию следует проводить в кислой среде для подавления гидролиза ионов меди(II).

Факторы эквивалентности веществ определяются на основании полуреакций:

Cu²⁺ + е ^– = Cu⁺ Þ f _экв(Cu²⁺) = 1

Þ f _экв(I₂) =

Þ f _экв(Na₂S₂O₃) = 1

Определение «активного хлора». Под термином «активный хлор» понимают суммарное содержание в воде свободного хлора Cl₂, хлорноватистой кислоты НСlO, гипохлорит-ионов СlO^– и хлораминов NH₂Cl, NHCl₂, NCl₃.

При подкислении анализируемой воды и прибавлении к ней иодида калия все перечисленные вещества выделяют иод:

Сl₂ + 2I^– = I₂ + 2Сl^– (6)

СlO^– + 2Н⁺ + 2I^– = I₂ + Сl^– + Н₂O

НСlO + 2I^– + Н⁺ = I₂ + Сl^– + Н₂O

NH₂Cl + 2Н⁺ + 2I^– = I₂ + NH₄⁺ + Cl^–

Выделившийся иод оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии крахмала. Содержание «активного хлора» выражают в мг/л в пересчете на хлор.

Оборудование и реактивы: мерная колба, бюретка, пипетка Мора, мерные цилиндры (10–20 мл), коническая колба, часовые стекла.

Для анализа пробы А: стандартный 0, 05 н. раствор Na₂S₂O₃,
5%-ный раствор KI, 2 н. раствор H₂SO₄, раствор крахмала.

Для анализа пробы Б: стандартный 0, 01 н. или 0, 005 н. раствор Na₂S₂O₃, KI (крист.), 30%-ный раствор CH₃COOН, 0, 5%-ный раствор крахмала, ацетатный буферный раствор с рН = 4, 5.