Перманганатометрия және иодиметрия

Дәрістің жоспары:

1.Перманганатометриялық титрлеу.

2.Иодиметриялық титрлеу.

3.Акваметрия.

Иодиметрия әдісінің негізінде бос иодтың иодид-иондарға дейін тотықсыздану және иодид-иондардың бос иодқа дейін тотығу реакциялары жатыр. Сулы ерітінділерінде І₂ иодид-иондармен І₃^- кешені түрінде болады. Сондықтан да иодтың қатысындағы жартылай реакцияларды келесі түрде жазады:

І₃^- + 2е^- ® 3І^-; 3І^- - 2е^- ® І₃^-; Е⁰(І₃^-/3І^-)= +0,535 В

Бұл әдіспен тотықтырғыштарды да, тотықсыздандырғыштарды да анықтауға болады. Иодиметриялық титрлеуді бейтарап ортада жүргізеді, себебі қышқыл ортада КІ-ді НІ қышқылын түзеді. Бұл қышқыл сәуленің әсеріне тұрақсыз және бос І₂-ты бөледі. Қатты сілтілік ортада І₂ сілтілермен әрекеттесіп гипоиодидтерді түзеді:

І₃^- + 2ОН^- Û ІО^- + 2І^- + Н₂О

+0,535 В-тан анағұрлым жоғары потенциалы бар тотықтырғыштар, мысалы, KMnO₄, K₂Cr₂O₇, KIO₃ иодидтерді бос иодқа дейін тотықтыруға қабілетті. Потенциалдары анағұрлым төмен заттар, мысалы, Na₂S₂O₃, CuCl₂, SnCl₂, Na₂SO₃ иодты иодид иондарға дейін тотықсыздандырады. Na₂S₂O₃ ерітіндісін бос иодты титрлеу үшін қолданады:

I₃^- + 2S₂O₃^2- ® 3I^- + S₄O₆^2-

2S₂O₃^2- ® S₄O₆^2- + 2e^-

I₃^- + 2e^- ® 3I^-

Бұл реакцияны жүргізгенде І₂ иодид-иондарға дейін (І^-) тотықсызданады, ал S₂O₃^2- иондары тетратионат-иондарға (S₄O₆^2-) дейін тотығады. Иодиметриялық титрлеуде титранттардың екі түрі қолданылады: 0,1 және 0,01 н. иодтың және 0,1 және 0,01 н. Na₂S₂O₃ ерітінділері. Реакция иодтың молекуласының және тиосульфат-ионның екі молекуласының арасында екі электронның берілуімен жүретіндігінен иодтың эквиваленті оның салыстырмалық атомдық массасына (253,8/2=126,9), ал натрийдің тиосульфатының салыстырмалық молекулярлық массасына (248,2) тең болады. Суда иод аз ериді. Сондықтан да оның ерітіндісін әзірлеу үшін иодтың суда иодидтермен кешендерді ([I₃]^- және [I₅]^-) түзу қабілетін пайдаланады:

І- + І₂ ® [I₃]^-

Иодтың өлшемін есептегеннен шамалы артықтау алады. Себебі саудадағы иодтың құрамында қоспалар болуы мүмкін. Иодты сублимациялау арқылы тазалауға болады. Сонымен қатар иод ұшқыш. Сондықтан да онымен жұмыс жасағанда тез қимылдау керек. Және мойны тығындалатын бюкспен жұмыс істеу керек. Иодтың өлшемін КІ-тің концентрлік ерітіндісінде ерітіп (50 см³ суға КІ-нің 36 г), соңынан ерітіндінің көлемін колбада белгіге дейін сумен жеткізеді. Әзірленген иодтың ерітіндісінің нормалдылығын 0,1 н натрийдің тиосульфатының (Na₂S₂O₃) ерітіндісімен иодтың ерітіндісінің 20 см³ көлемін титрлеу арқылы белгілейді. Индикатор ретінде крахмалдың ерітіндісін пайдаланады. Титрлеу аяқталған кезде қоспадағы көк түс түссізденеді.

Натрийдің тиосульфатының ерітіндісін 0,1 моль/дм³ мөлшерінде әзірлейді. Ол үшін өлшемді судың жартысындай көлемде ерітіп, оған тұрақтандырғыш ретінде натрийдің карбонатының (Na₂CO₃) 0,1 г-мын қосып (1 дм³ ерітіндіге есептегенде), өлшемдік колбаның белгісіне дейін сумен жеткізеді. Себебі натрийдің тисульфаты ауаның құрамындағы оттегімен және көмір қышқыл газымен оңай әрекеттеседі:

2Na₂S₂O₃ + О₂ Û 2Na₂SO₄ + S (т)

Na₂S₂O₃ + H₂CO₃ Û NaHSO₃ + NaHCO₃ + S (т)

Натрийдің карбонатының қатысында бұл реакциялар баяулайды. Әзірленген соң натрийдің тиосульфатының ерітіндісін тұрақтандыру үшін 7-10 күнге қараңғы жерге қалдырады және соңынан калийдің бихроматы бойынша стандарттайды.Ол үшін калийдің бихроматының нақты өлшемін суда ерітіп КІ-нің артық мөлшерін қосады. Олар өзара эквиваленттік түрде әрекеттескенде иод бөлініп шығады. Оны натрийдің тиосульфатымен титрлейді:

K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ Û Cr(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 7H₂O + 3I₂

Бұл реакцияда дихромат-ион 6 электронды қабылдайды, сондықтан да Э(K₂Cr₂O₇)=294,22/6=49,03.

Иодтың және натрийдің тиосульфатының ерітінділері тұмсықтары тығындалып, қараңғы жерде сақталады және белгілі уақыт аралығында олардың концентрациялары тексеріледі.

Иодиметрия әдісінің индикаторы – еритін крахмалдың 1 %-дық ерітіндісі; оны әзірлеу үшін 1 г крахмалды келіде 5 см³ сумен ысқылайды және оны қайнап тұрған 100 см³ суға төгіп араластырады. Қоспаны 2-3 минут қайнатқан соң салқындатады. Бұл ерітіндіні 2-3 күн аралығында қолдануға болады. Одан соң ерітінді бұзылады. Оны тұрақтандыру үшін салицил қышқылын немесе мырыштың хлоридін (1 г) қосады. Қолдануға жарамды крахмалдың ерітіндісі (5 см³) 0,1 н. иодтың 2 тамшысын қосқанда көк түс береді. Басқа жағдайда крахмалдың ерітіндісі жарамсыз болып табылады.

Бақылау сұрақтары:

1.Перманганатометрияда қолданылатын титранттың титрін белгілі уақыт аралығында тексеріп тұру керек. Неге ?

2.Темірдің мөлшерін анықтау үшін перманганатометрияны қолдануға болады ма ?

3.Иодиметрияны қандай заттарды титрлеуге қолданады ?

4.Акваметрияны иодиметрияның бір түрі деп қарастырады. Неліктен ?

№ 11-12 дәріс