Йодометрическое определение содержания Fe(III)

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ХИМИИ МФТИ

Лабораторная работа по курсу «Общая и неорганическая химия» для студентов ФМХФ

«Определение содержания железа (III) методом йодометрического титрования»

Окислительно-восстановительное титрование Сущность метода

Методы окислительно-восстановительного титрования, или редокс-методы— важнейшие методы количественного анализа. В их основе лежат окислительно-восстановительные реакции.

Восстановленная форма одного вещества red₁ (восстановитель), отдавая электроны, переходит в окисленную форму oх₁ того же вещества, oбpaзуя peдoкc-пapу: ox₁ / red₁ (полуреакцию).

Окисленная форма oх₂ (окислитель) второго вещества, принимая электроны, переходит в восстановленную форму red₂ того же вещества, также образуя редокс-пару: ox₂ / red₂ (полуреакцию).

red₁ – nē ox₁– окисление, Е⁰₁ – стандартный электродный потенциал редокс-пары восстановителя

ox₂ + nē red₂–восстановление, Е⁰₂ – стандартный электродный потенциал редокс-пары окислителя

Сложение обеих полуреакций позволяет записать реакцию в общем виде:

red₁+ ox₂ ox₁+ red₂, ЭДС_реак = ∆Е⁰_реак = Е⁰₂ - Е⁰₁

Чем больше величина электродвижущей силы ЭДС реакции, тем полнее и быстрее она идёт.

Методы ОВ титрованияклассифицируются

– по характеру титранта:

оксидиметрия — методы определения восстановителей с применением титранта-окислителя. В качестве титрантов чаще всего применяют окислители, стандартные ОВ потенциалы редокс-пар которых имеют как можно более высокие значения.

редуктометрия — методы определения окислителей с применением титранта-восстановителя. В этом случае целесообразно применять восстановители, стандартные ОВ потенциалы редокс-пар которых имеет по возможности минимальные значения.

– по природе реагента, взаимодействующего с определяемым веществом:

броматометрия (бромат калия КВrO₃,), бихроматометрия (бихромат калия К₂Сr₂O₇), йодометрия (йодид калия КJ, тиосульфат натрия Na₂S₂O₃), перманганатометрия (перманганат калия КМnО₄) и др.

2. Условия проведения окислительно-восстановительного титрования

Реакции, применяемые в методах ОВ титрования, должны отвечать ряду требований, важнейшими из которых являются следующие:

– реакция должна протекать практически до конца.Окислительно-вос-становительная реакция идет тем полнее, чем больше константа равновесия К_реак, которая определяется соотношением

lgK_реак= ∆E⁰_реак ∙n / 0,059 → K_реак (должна быть не менее 10⁸);

– реакция должна протекать достаточно быстро;

– реакция должна протекать стехиометрически, побочные процессы должны быть исключены;

– конечная точка титрования должна определяться точно и однозначнолибо с индикаторами, либо без индикаторов.

Виды окислительно-восстановительного титрования

В ОВ титровании, как и в кислотно-основном титровании, применяют прямое и косвенное (обратное или заместительное)* титрование. Наиболее точные результаты при прочих равных условиях получают при прямом титровании.

Йодометрическое определение содержания Fe(III)

Йодометрические методы основаны на применении стандартного раствора тиосульфата натрия для титрования иода, выделившегося при взаимодействии определяемого окислителя с избытком иодида калия.

Йодид-ион является восстановителем умеренной силы, его применяют для определения большого числа окислителей. Прямое титрование 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⁺, 2KI + Fe₂(SO₄)₃ = I₂ + 2FeSO₄ + К₂SO₄, (1)

^{2 экв 2 экв 2 экв 2 экв,}

а затем титруют выделившийся йод тиосульфатом натрия

I₂ + 2S₂O₃^2-→ 2I^- + S₄O₆^2-, I₂ + 2Na₂S₂O₃→ 2NaI + Na₂S₄O₆, (2)

^{2 экв 2 экв 2 экв 2 экв} ,

Анализируя 1 и 2 реакции, делаем вывод, что, несмотря на то, что Fe³⁺ и S₂O₃^2- непосредственно друг с другом не реагируют, их количества в реакциях эквивалентны: = n_{э тиосульф-йона} и одновременно =