Главная страница 1
Лекция

Методы окислительно - восстановительного титрования

(Редоксметрия).

План.


1. Сущность методов редоксметрии (перманганат, йодометрия)

2. Достоинство методов окисления - восстановления

3. Редокспотенциалы и направление реакции.

4. Индикатора титрования.

5. Константы равновесия редокс-реакций

6. Кривые титрования реокс-методов

В основу методов редоксметрии положены окислительно-восстановительные реакции. Название методов, в которых используются редоксметрия, происходит от названия рабочих титрованных растворов.

Перманганатометрия. Метод основан на окислении действии рабочего раствора KMnO4. Титрования ведется без индикатора. В сильно кислой среде восстановления происходит по следующей схеме MnO4- +8H++5e → Mn2+ +4H2O

в нейтральной и слабой среде MnO4- + 2H2O+3e →MnO2↓ + 4OH-

в сильно щелочной среде. MnO4- + e → OH-+MnO42-

образование осадка MnO2 затрудняет определение точки эквивалентности. Поэтому основном является титрование восстановителей в сильнокислой среде. KMnO4 один из самых сильных окислителей-нормальный ОВ потенциал в кислой среде равняется

E-MnO4/Mn2+ =1,528 В, поэтому с его помощью можно определить не только сильные восстановители (Fe2+, Sn2+,Ti3+, но и восстановители среней силы V4+ ). Но с другой стороны высокий потенциал создает некоторые неудобства, т.к. при титровании солянокислых растворов могут происходить побочные реакции - окисления HCl свободного хлора. KMnO4 является исходным веществом, т.к. содержит примеси MnO2 концентрация его в растворе, со временем в результате восстановления его под действием света изменяется. Поэтому р-р KMnO4 готовят приблизительной концентрации взвешивая его на т/х весах, а потом устанавливая его нормальность по другим веществам (щавелевая кислота). Индикатором является сам рабочий раствор KMnO4. Точку эквивалентности определяют по розовой окраске, которая образуется от лишней капли рабочего раствора KMnO4 .

Йодометрия - окислительно - восстановительный метод объемного анализа, в основе которого лежит измерения количества йода, которое расходуется на окисление восстановителя или выделяется во время взаимодействия окислителя с раствором йода. основной реакцией метода является I2 + 2e → 2I- E0 I2/2I-= 0,54 т.е. йод является окислителем средней силы. Вот почему свободным йодом легко окисляются только восстановители SnCl2 . С другой стороны, сильные окислители окисляют йодиды до свободного йода, KMnO4, K2Cr2O, FeCl3

2Fe3+ + 2I- → 2Fe2++I2

Эта реакция лежит в основе йодометрического определения железа. Т.е. реакцию

I2 + 2e →2I- можно использовать для определения и окислителей и восстановителем. В первом случае для титрования используют рабочий раствор йода, в другом растворе Na2S2O3 который реагирует с йодом по следующей схеме

2Na2S2O3 + I2→ Na2S2O6 + 2NaS

Особенностью метода является независимость 2-х основных реакций метода от кислотности раствора. То, что ОВ потенциал системы I2/2I- - не зависит от концентрации ионов водорода, дает возможность проводить в широком интервале pH. Индикатором в этом методе является раствор крахмала, который очень чувствителен к йоду и его разбавленным растворам. Йод плохо растворим в воде; его растворимость увеличивается в присутствии KI в следствии образования полийодид.

I2 + I → I3- (I2*I-)

Чтоб увеличить растворимость йода, берут 3-4х кратный избыток KI. Титрованные растворы йода необходимо хранить в темной посуде т.к. при свете содержание йода постепенно увеличивается вследствие окисления KI кислородом воздуха до свободного йода. При йодометрических определениях можно использовать 0,05 н. рабочего раствора. Тиосульфат натрия Na2S2O3 , с помощью которого устанавливают нормальность раствора йода, тоже не является исходным веществом. Раствора Na2S2O3 со временем применяется под воздействием CO2

Na2S2O3 + CO2 + H2O → NaHSO3 + S + NaHCO3

Потому растворы Na2S2O3 нужно защищать от проникновения CO2 хлоркальцевыми трубками. кроме того, растворы Na2S2O3 имеют способность окисляться кислородом воздуха.

2Na2S2O3 + O2 → 2S + 2Na2S2O4

На практике готовят раствор Na2S2O3 и устанавливают его нормальность с помощью Na2S2O7

Na2S2O7 + 6KI + 7H2SO4 → 4K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O

3. Химическая активность окислителей и восстановителей количественно определяется величиной редокс-потенциала. Измерение абсолютных потенциалов сложно, поэтому и измеряют относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого условно принимают за 0. Характерной например ОВР является ЭДС, в случае положительного значения которой, реакция протекает в прямом направлениях, а в случае отрицательного или меньше 0,4В в обратном (в противном случае) реакция проходит либо не до конца, либо при титровании отсутствует соответствующий реакций скачок потенциалов в зоне эквивалентности титрования. Индикация конца титрования становится затруднительной.

Например гальванический элемент состоит из 2-х полу реакций элементов. Fe3+/Fe2+, а другой 2H+/H2 следовательно ЭДС = Еокислвост

Eo= Fe3+/Fe2+=0,77B , E02H+/H2=0

ε = 0,77 - 0 = 0,77

Редокс-потенциалы какой - либо пары зависят от концентрации редокс форм и реакции среды. Эта зависимость определяется уровнем Нериста .

E = E0 + RT/nF * lnCокисл/Cвост

E = E0 + 0б058/n * lgCокисл/Cвост

Тогда для пары Fe3+/Fe2+ при концентрации Fe3+=1моль/л и Fe2+ = 1*10-3 моль/л получаем E= Fe3+/Fe2+=0,77*0,058 *lg1/1*10-3=0,944B

т.е. зависимость потенциала Е от концентрации редокс-форм будет очевидной.

4. 1)Индикатором может быть рабочий раствор реактива,если он имеет собственный цвет (KMnO4)

2)Индикатором может быть вещество которое дает специфическую окраску с рабочим раствором реактива, которым титруют. Таким индикатором на присутствие свободного йода, вернее трийодид- иона, I3- . В присутствии I3- крахмала при комнатной температуре синеет. Появление синей окраски крахмала объясняется адсорбцией трийодид-иона I3- на амилозе, входящей в состав крахмала. Характер цвета зависит от длины и разветвленности основной полисахаридной цепи. Амилопектин крахмала имеет разветвленную цепь и дает пурпурно-красную окраску, декстрин и гликоген красно-коричневую. При слиянии крахмала происходит гликолиз, полисахаридные цепи укорачиваются и окраска из синей превращается в красную. Поэтому применяют свежеприготовленные 1% растворы крахмала для чего взвесь крахмала в холодной воде переводят в раствор при подогревании.



3)Индикатором может быть окрашенное органическое вещество которое разрушается под воздействием избытка окислителя. Он является необратимым индикатором.

4)Индикатором может быть окрашенное органическое вещество, которое изменяет свой цвет в зависимости от величины ОВ потенциала системы. Эти органические вещества, в окисленной и восстановительной формы имеют разный цвет, причем переход окисленной формы в восстановительную является обратимым.


Смотрите также:
Лекция Методы окислительно восстановительного титрования
44.48kb.
1 стр.
А. Н. Фоменко Метод расчета износа деталей транспортных средств для целей определения стоимости восстановительного ремонта
229.41kb.
1 стр.
Лекция № Тема: «Методы и свойства» Вопросы темы: диалоговые действия управление выводом dhtml математические методы
168.51kb.
1 стр.
Научно-практическая конференция «Старт в науку» «Определение жесткости воды водозаборных источников с. Трескино. Сравнительный анализ эффективности определения жесткости воды методами титрования и измерения электропроводности»
229.2kb.
1 стр.
Лекция Экспериментальные методы измерения равновесной адсорбции
296.24kb.
1 стр.
Слип Контрол / Sleep Control
378.44kb.
1 стр.
Лекция 1 Вторая лекция 43 Третья лекция 65 Четвертая лекция 85
2203.12kb.
9 стр.
Курс «Методы прогнозирования и оценки мпи» (для гин) Лекция №2
100.15kb.
1 стр.
Вода экстрим х2о спросить у людей: Какую вы воду пьете – щелочную? Каков Ph
861.06kb.
6 стр.
Лекция №7. Формы и методы внеурочной работы Кружки подвижных игр
44.06kb.
1 стр.
Лекция Въведение 7 Лекция Гръцка алхимия 37 Лекция Гръцка алхимия 67 Лекция Гръцко-арабска алхимия 99
3070.89kb.
16 стр.
Лекция Трение, износ и стойкость инструмента. Охлаждение и смазка при бработке резанием. Качество поверхностного слоя детали. Методы формообразования поверхностей деталей при резании. Геометрия износа и виды изнашивания
115.45kb.
1 стр.