Методы оксидиметрии

Оксидиметрия – это методы количественного определения восстановителей или окислителей. При помощи титрованных растворов окислителей определяют количественное содержание восстановителей. При помощи титрованных растворов восстановителей определяют окислители. В зависимости от вещества, применяемого в качестве рабочего раствора, метод оксидиметрии подразделяется на несколько видов: перманганатометрия, иодометрия, хроматометрия и др.

Индикаторы, применяемые в методах оксидиметрии, различны. Часто это органические вещества, которые сами являются окислителями или восстановителями. Иногда это специфические реактивы, например, крахмал в иодометрии. Перманганатометрические определения производят без индикатора.

Перманганатометрией называется такой вид оксидиметрии, в котором в качестве рабочего раствора применяют перманганат калия KMnO₄. Он является сильным окислителем, особенно в кислой среде. В зависимости от кислотности среды при восстановлении KMnO₄ получаются различные конечные продукты.

В кислой среде ионы MnO₄^- восстанавливаются до бесцветных ионов Mn²⁺:

MnO₄^- + 5е + 8 Н⁺ → Mn²⁺ + 4Н₂О

В слабощелочной и нейтральной среде оны MnО₄^- восстанавливаются до темного осадка MnO₂, где марганец четырехвалентен. Этот осадок затрудняет определение конца реакции, поэтому титрование проводят в кислой среде. Для подкисления применяют только серную кислоту, так как НСl вступает в окислительно-восстановительную реакцию с перманганатом калия. Азотная кислота для подкисления также в методах оксидиметрии не применяется.

Ионы MnO₄^- придают раствору красно-фиолетовую окраску, в процессе титрования раствор обесцвечивается. В момент, когда в растворе не остается восстановителя, от прибавления одной капли MnO₄^- тируемая смесь приобретает розовую окраску. Таким образом, точка эквивалентности фиксируется при помощи самого же рабочего раствора и индикатор в этом методе не применяется.

Для убыстрения реакции титрование рекомендуется проводить в нагретом растворе. Реакция ускоряется также за счет действия катализатора, роль которого выполняют ионы Mn²⁺, образующиеся в процессе титрования.

Перманганатометрия применяется для анализа ряда лекарственных препаратов, обладающих свойствами восстановителей – пероксида водорода Н₂О₂ , пероксида магния MgO₂ , нитрата натрия, восстановленного железа. Методом перманганатометрии при клиническом анализе в крови определяется сахар, мочевая кислота, кальций, калий и фермент катализа. Метод нашел также применение в санитарно-гигиеническом анализе при исследовании питьевых и сточных вод.

Иодометрия – это один из методов оксидиметрии, в основе которого лежит реакция выделения или поглощения иода, а рабочими растворами являются растворы J₂ и тиосульфата натрия Na₂S₂O₃. В основе метода иодометрии лежат две реакции:

J₂ + 2е = 2J^-

2J^- – 2е = J₂

Индикатором является I %-ный раствор крахмала. Иод с крахмалом образует интенсивно синее соединение. В момент эквивалентности, когда восстанавливается весь иод, синяя окраска исчезает и раствор становится бесцветным.

Методом иодометрии определяют как окислители, так и восстановители. Реакции окисления-восстановления в методе иодометрии нельзя проводить в сильно щелочной среде, так как могут возникнуть побочные реакции. Рабочие растворы иода и тиосульфата натрия хранят в темном месте в закрытых склянках, индикатор крахмала используется не более 2-3 дней, если окраска крахмала при добавлении иода становится красно-бурой, раствор непригоден. Раствор крахмала необходимо прибавлять в самом конце титрования, когда титруемый раствор будет иметь светло-желтую окраску, в противном случае раствор легко перетитровать. Все иодометрические определения ведут на холоду, т.к. при нагревании иод может частично улетучиться.

Метод иодометрии нашел широкое применение в анализе неорганических органических лекарственных препаратов. Из неорганических препаратов методом иодометрии анализируют иод, перманганат калия, арсенат натрия каломель, сульфат меди. Многие органические лекарственные препараты – формалин, акрихин, антипирин, анальгин, коразол, аскорбиновая кислота, пенициллин и др. определяют количественно методом иодометрии. В клиническом анализе методом иодометрии пользуются при определении в крови сахара и фермента пероксидазы, в санаторно-гигиеническом анализе – для определения «активного» хлора в хлорной извести, остаточного хлора в хозяйственно-питьевой воде.