ОКИСНО - ВІДНОВНЕ ТИТРУВАННЯ

Методи окисно-відновного титрування побудовані на використанні реакцій, пов'язаних з переносом електронів, тобто окисно-відновних процесів. Вони є найбільш поширеними і уні­версальними методами титриметричного аналізу і дозволяють пря­мо і непрямо визначати всі неорганічні речовини. Крім того, ме­тоди окисно-відновного титрування придатні для визначення багатьох органічних сполук, переважна більшість яких є потенційними відновниками. Як стандартні розчини використовують розчини різних окисни­ків або відновників.

У залежності від властивостей титранту, що використовують, розрізняють:

- оксидиметрію;

- редуктометрію.

Оксидиметрія — метод визначення відновників шляхом тит­рування їх стандартними розчинами окисників. Наприклад: у перманганатометрії як титрант використовують розчин калію перманганату, у броматометрії — розчин калію бромату (V), у хро­матометрії — розчин дикалію хромату (дихромату).

Редуктометрія — метод визначення окисників шляхом титру­вання їх стандартними розчинами відновників. Наприклад: у гідразинометрії як титрант використовують розчин гідразину гідроген-хлориду, в аскорбінометрії — розчини аскорбінової кислоти, у ферометрії — розчини солей ферум(ІІ)-катіона.

Реакції, які застосовуються в методі окисно-відновного титру­вання, повинні відповідати загальним вимогам, які висувають до реакцій в титриметричному аналізі, тобто повинні перебігати швид­ко, кількісно, стехіометрично.

Але багато реакцій окиснення-відновлення перебігають повіль­но, що пов'язано з їх багатостадійністю.

У ході реакції часто проходить утворення проміжних сполук, радикалів. Хімічна активність таких сполук буває вище, ніж ви­хідних речовин, що нерідко є причиною перебігу різних побічних реакцій. Стехіометрична реакція окиснення-відновлення є сумою окремих стадій, а швидкість сумарної реакції буде визначатися самою повільною стадією. Складний механізм перебігу оксред-реакцій, наявність у системі проміжних продуктів відкривають широкі можливості впливу на їх швидкість зміною умов прове­дення: концентрацій реагентів, температури розчину, введення каталізаторів.

У методах окисно-відновного титрування використовують пря­ме, зворотне, замісне титрування.

Пряме титрування використовують у тих випадках, коли швид­кість реакції досить велика, що забезпечує повноту її перебігу.

Зворотне титрування використовують, якщо реакція перебігає повільно та для її завершення потрібний час, а також для визна­чення летких сполук та тих, що прямо не реагують з титрантом Наприклад, при йодиметричному титруванні сульфід-іонів до їх розчину додають точно відомий надлишок стандартного розчи­ну йоду, залишок якого відтитровують стандартним розчином на­трію тіосульфату.

Титрування за способом заміщення використовують у тих ви­падках, коли досліджувана речовина не реагує з титрантом або реакція не стехіометрична. Так, при йодиметричному визначенні сильних окисників у кислому середовищі до їх розчину додають надлишок розчину калію йодиду. Дийод, який виділився при цьо­му, відтитровують стандартним розчином натрію тіосульфату.

Визначення кінцевої точки титрування в оксеред-методах здійснюють без індикаторним методом або за допомогою спеціфичних та оксеред-індикаторів.

Безіндикаторні методи використовують тоді, коли титр ант забарвлений, а продукт реакції з досліджуваною речовиною – безбарвний (перганатометрія), або в тому випадку, коли продукт реакції має інтенсивне забарвлення (йодометрія, броматометрія).

Вибір оксред-індикаторів здійснюють за кривими титрування при умові, що інтервал переходу індикатору знаходиться в межах стрибка титрування. У тому випадку, коли криву титрування не будують, оксред-індикатори вибирають при порівнянні оксред-потенціалів системи та індикатору.

У деяких методах використовують зворотні рН-індикатори, які руйнуються надлишком титранту, унаслідок чого їх забарвлення незворотно змінюється. Наприклад, у броматометрії як індикатор використовують метиловий оранжевий або метиловий червоний.

Крім внутрішніх індикаторів, у методах окисно-відновного титрування використовують зовнішні та змішані індикатори, на­приклад, в нітритометричному методі аналізу.

При проведенні розрахунків результатів аналізу в методах оки­сно-відновного титрування визначають фактор еквівалентності, враховуючи число прийнятих чи відданих електронів n: f_екв/n.

ПЕРМАНГАНАТОМЕТРІЯ

Перманганатометрія – метод, побудований на використанні калію перманганату як титр анту для визначення сполук, що мають відновні властивості.

Продукти выдновлення перманганат-іонів можуть бути різними залежно від рН середовища:

-в сильно кислому середовищі:

+ 5е + МnО₄^- + 8Н⁺ = Мn²⁺ + 4Н₂О

- в слабокислому або нейтральному середовищі:

+ 3е + МnО₄^- + 4Н⁺ = МnО₂ + 4Н₂О

-слаболужному середовищі:

+ 3е + МnО₄^- + 2Н₂О = МnО₂ + ОН^-

Для аналізу частіш за все використовують окисні властивості Мп0₄-іонів у кислому середовищі, тому що продуктом їх віднов­лення в такому випадку є безкольорові Мп²⁺-іони (на відміну від бурого осаду MnO₂), на фоні яких виразно видно забарвлення від надлишкової краплі розчину титранту.

Необхідне значення рН середовища створюють за допомогою розчину сульфатної кислоти. Інші сильні мінеральні кислоти не використовують. Так, нітратна кислота сама має окиснювальні властивості, і в її присутності стає можливим перебіг побічних реакцій. У розчині хлоридної кислоти (у присутності слідів Fe²⁺-іонів) відбувається індуктована реакція окиснення хлорид-іонів.

Титрант методу – розчин 0,1 моль/дм³ калію перманганату – готують як вторинний стандартний розчин і стандартизують за стандартними речовинами: оксалатною кислотою, натрію оксалатом, арсену (ІІІ) оксидом, сіллю Мора тощо.

Встановлення кінцевої точки титрування виконується без індикаторним ( за забарвленням надлишком перманганат-іонів), потенцыометричним або амперметричним методами.

Перманганатометричним методом можна визначити ряд відновників: Н₂О₂, ΝО₂^-, С₂О₄^2-, Fe²⁺ та інші, Са²⁺; МnО₂ РbО₂, К₂СrО₇ та інші окисники зворотним титруванням. Другим стандартним розчином у цьому випадку є розчин відновника (частіше – оксалатної кислоти або солі Мора).

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

ПРИКЛАДИ ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЧНИХ ВИЗНАЧЕНЬ

Дослід № 1

ПРИГОТУВАННЯ РОЗЧИНУ 0,01 моль/дм3 КАЛІЮ ПЕРМАНГАНАТУ

Мета роботи: навчитися готувати розчин калію перманганату заданої концентрації.

Ем(КМnО₄) = М(КМnО₄) · f_екв; f_екв = 1/5

РЕАКТИВИ

Калію перманганат, ч.д.а.

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РОБОТИ

3.3 г калію перманганату зважують на технічних терезах, переносять у конічну колбу місткістю 2 дм³, розчиняють у 1 дм³ води, кип’ятять розчин 10 хв, після чого колбу закривають скяною пробкою. Після двох діб розчин фільтрують крізь скляний фільтр №2 в посуд для зберігання розчину.

Дослід № 2

Поиск по сайту: