![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Теоретические основы окислительно-восстановительного метода титрования
Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на реакциях, протекающих с изменением степеней окисления реагирующих веществ. Вещество может существовать в двух формах - окисленной (Ox) и восстановленной (Red), которые образуют сопряженную редокс - пару. В растворе протекает окислительно-восстановительная реакция: Ox1 + Red2 ↔ Red1 + Ox2,
Ox1 + Red2 ↔ Red1 + Ox2,
при этом с окислителями реагируют вещества в которых элемент имеет низшие степени окисления, а с восстановителями - вещества, в которых этот элемент имеет высшие степени окисления. В процессе титрования изменяется потенциал окислительно-восстано-вительной системы при изменении соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм. Данный метод применяется для определения окислителей и восстановителей прямым титрованием и для ионов, не обладающих переменной валентностью, косвенным титрованием. Для обнаружения конечной точки титрования используют: 1) исчезновение или появление окраски титранта или титруемого вещества; 2) окислительно-восстановительные и специфические индикаторы; 3) инструментальные методы. Специфические индикаторы – образуют интенсивно окрашенное соединение с одним из компонентов окислительно-восстановительной системы. Окислительно-восстановительные (Rеdох) индикаторы – это в основном органические вещества, окисленная и восстановленная формы которых окрашеныв различные цвета. Область изменения потенциала системы, в которой наблюдается изменения окраски индикатора, называют интервалом перехода индикатора. При выборе индикатора необходимо (как прикислотно-основном
титровании) следить, чтобы интервал перехода окраски индикатора должен полностью лежать внутри скачка на кривой титрования. Наиболее подходящие окислители: 1) персульфат аммония, переводящий в кислой среде в присутствии ионов серебра (катализатор) ионы Мn (II), Сr(III) и V(IV) в МnО4-, Сr2О72- и VО3-- ионы и разрушающийся при нагревании: 2S2О82-+2Н2О=4SО42-+О2 +4H+ 2) пероксид водорода или натрия в кислой или щелочной среде; избыток разрушается при нагревании: 2Н2О2 =t 2Н2О+О2 3) висмутат натрия, окисляющий Мn(II) до МnО4-; избыток его можно удалить фильтрованием;
4) перманганат калия, окисляющий Сr(III) до Cr2O72- и V(IV) до VО3-; избыток реагента удаляют кипячением с НСl - при этом получается МnО2, который отфильтровывают. В качестве восстановителей применяют: 1) металлы (Zn, Сd, Аg, Вi), их используют в виде гранул, стержней, порошка; 2) хлорид олова (II); 3) газообразные восстановители (диоксидсеры исероводород). Влияние различных условий на скорость окислительно-восстановительных реакций
На скорость реакций окисления-восстановления влияют следующие факторы: 1. Концентрация. Скорость редокс-реакций тем больше, чем больше концентрация реагирующих веществ (до определенных пределов).
а Ок1 + b Восст1→ с Восст2 + d Ок2 2. Температура. Повышение температуры эндотермических реакций на каждые 10 градусов увеличивает скорость реакции в 2–3 раза (правило Вант-Гоффа). 3. рН раствора. Концентрация Н+– или ОН-–ионов изменяет скорость реакций, идущих с их участием. 4. Присутствие катализатора или ингибитора. Катализатором может быть постороннее вещество или продукт реакции (автокаталитические реакции). Например, взаимодействие перманганата калия с оксалатом натрия начинает протекать через значительный промежуток времени, несмотря на большую разность потенциалов.
1.3 Характеристика методовредоксиметрии Название методов редоксиметрии обычно происходит от названия используемых титрованных растворов рабочих веществ (РВ). В настоящее время разработано более 50-ти методов окислительно-восстановительного титрования. Наиболее широкое применение получили следующие виды редокс-титрования, представленные в табл. 1. Перманганатометрия В перманганатометрическом титровании в качестве рабочего вещества используют перманганат калия. Растворы его готовят, как правило, по приблизительной навеске, затем выдерживают 7–10 дней, отфильтровывают выделившийся MnO2 и устанавливают точную концентрацию титрованием. Титруют без индикатора: в конечной точке титрования от малейшего избытка KMnO4 раствор окрашивается в бледн-розовый цвет. Раствор KMnO4 можно готовить из фиксанала, используя бидистиллированную воду.
В качестве установочных веществ используют щавелевую кислоту Н2С2О4 · 2Н2О и ее соли Na2C2O4, (NH4)2C2O4 и другие. Во-первых, титрование чаще всего ведут в кислой среде, так как окислительная способность перманганата калия в кислой среде выше, чем в щелочной. Во-вторых, легче фиксировать точку эквивалентности (из бесцветного раствора переходит в бледно-розовый). В нейтральной же и слабощелочной средах образуется бурый осадок MnO2 и на его фоне труднее фиксировать точку эквивалентности. В-третьих, ионы Mn2+ играют роль катализатора в данной реакции и увеличивают скорость ее протекания. Для подкисления титруемых растворов чаще всего применяют серную кислоту, так как азотная кислота, являясь окислителем, может способствовать возникновению нежелательных побочных процессов, а соляная кислота может окисляться перманганатом калия или промежуточными оксидами, которые образуются в ходе основной реакции.
Таблица1─ Классификация методов редоксиметрии
Точку эквивалентности в перманганатометрии определяют безиндикаторным методом, но в случае титрования очень разбавленными растворами перманганата калия применяют редокс-индикаторы: чаще дифениламин, ферроин. По методу перманганатометрии можно количественно определять окислители, восстановители и вещества, способные взаимодействовать с окислителем или восстановителем. Перманганатометрию применяют и для анализа легко окисляющихся органических соединений (альдегидов, кетонов, спиртов, карбоновых кислот: щавелевой, винной, лимонной, яблочной, а также гидразогрупп). В пищевой промышленности перманганатометрию можно исползовать для определения содержания сахара в пищевых продуктах и сырье, окисляемости воды, содержания нитритов в колбасных изделиях.
Иодометрия и иодиметрия В основе данных методов используется реакция:
Восстановители, имеющие редокс-потенциал меньше +0,534 В, способны окисляться свободным иодом. Ионы I– способны восстанавливать окислители, имеющие редокс–потенциал больше +0,534 В. Восстановители определяют прямым или обратным (слабые восстановители) титрованием раствором иода. Слабые восстановители можно определять и прямым титрованием, но для этого предварительно необходимо понизить потенциал их систем введением в раствор соответствующих комплексообразователей. Для определения окислителей используют рабочий раствор Na2S2O3 и способ замещения.
K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6KI → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6
Окислитель вытесняет из KI эквивалентное количество заместителя I2, который затем оттитровывают рабочим раствором тиосульфата натрия Na2S2O3. Метод титрования раствором I2 называют иодиметрией, заместительное титрование – иодометрией. Прямая реакция восстановления иода идет быстро, но обратная реакция окисления иодид–ионов протекает медленно. I– – слабый восстановитель, поэтому перед титрованием анализируемую пробу с добавленным к ней КI выдерживают 5 минут в темноте. В кислой среде КI переходит в НI, и на свету НI разлагается до I2, что вызывает повышенный расход раствора титранта. Обычно используют избыток KI, который необходим для лучшего растворения выделившегося I2, предупреждения его улетучивания и увеличения скорости реакции. Растворы Na2S2O3 готовят по приблизительной навеске с добавлением Na2СO3, выдерживают 7–10 дней, отфильтровывают выделившуюся серу и устанавливают точную концентрацию титрова-
нием. Карбонат натрия добавляют для стабилизации тиосульфата, который легко взаимодействует с кислородом воздуха и диоксидом углерода. В качестве установочного вещества для Na2S2O3 используют дихромат калия, раствор которого готовят из фиксанала или по точной навеске. Необходимо строгое соблюдение рН и температуры раствора. В качестве индикатора используют специфический индикатор – крахмал, который с раствором йода образует характерную синюю окраску, связанную с образованием адсорбированного комплекса. Растворы I2 в иодометрии готовят по точной или приблизительной навеске или из фиксанала. Иод легко очищается от примесей сублимацией. Следует учитывать, что иод летуч и взвешивание его надо проводить в бюксах (стеклянные стаканчики с пришлифованной пробкой). Ввиду малой растворимости йода, растворы его готовят с добавлением KI. При этом образуются растворимые в воде комплексы [I3]- или [I5]-, например:
I- + I2→ [I3]-.
Если необходимо, точную концетрацию раствора йода устанавливают с помощью титрованного раствора стандартного вещества оксида мышьяка As3O3 или тиосульфата натрия Na2S2O3. В пищевой промышленности методом иодометрии определяют витамин С в овощах и фруктах, остаточный хлор в хозяйственно-питьевой воде после ее хлорирования, медь в кондитерских изделиях, сернистую кислоту в производстве сырого кукурузного крахмала, содержание хлеба в котлетном фарше, олова в консервах. Дихроматометрия В методе дихроматометрии в качестве рабочего вещества используют дихромат калия (K2Cr2O7). K2Cr2O7 – вещество стандартное и растворы его готовят по точной навеске или из фиксанала. Для фиксирования точки эквивалентности используют редокс-индикаторы – дифениламин, дифениламиносульфокислоту, дифенилантраниловую кислоту. Прямым титрованием определяют восстановители. Броматоматрия
В броматометрии в качестве рабочего вещества используют бромат калия KBrO3. Окислительно-восстановительный потенциал редокс -пары Е0 (BrO3–+ +6Н+/ Br –+3Н2О) равен 1,44 В. Несмотря на высокое значение стандартного редокс–потенциала скорость реакции окисления броматом недостаточно высока, и титрование ведут в сильно кислой среде при нагревании. Раствор KBrO3 может быть приготовлен по точной навеске соли, перекристаллизованной и высушенной при температуре 150–180 °С. Если же раствор готовят по приблизительной навеске, то концентрацию устанавливают йодометрически: добавляют КI и НCl и выделившийся в эквивалентном количестве йод титруют в присутствии крахмала раствором тиосульфата натрия до обесцвечивания раствора.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Лабораторная работа № 1 «Определение ионов железа (II) в соли Мора перманганатометрическим методом (6 часов) Цель работы: освоить основные операции окислительно-восстановительного метода титрования и определить содержание ионов железа (II) в растворе его соли.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-26; просмотров: 1163; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.227.134.232 (0.019 с.) |