Методы окислительно-восстановительного титрования

Презентация на тему: «Методы окислительно-восстановительного титрования»

Подготовила студентка группы 25ПКДо-21 Пыжова Анастасия

Методы окисления-восстановления основаны на окислительно-восстановительных реакциях, происходящих между стандартным раствором и определяемым веществом. Если стандартный раствор содержит окислитель (восстановитель),то определяемое вещество должно содержать восстановитель (окислитель).

Мерой окислительно-восстановительной способности служит окислительно-восстановительный потенциал. Чем выше значение окислительно-восстановительного потенциала, тем большей окислительной способностью обладает пара.Например,ионы MnO₄‾ будут окислять ионы Cr₂0₇²⁻, Cl₂, Br₂ и тд.

В кислой среде в присутствии H⁺ наблюдается возрастание окислительно-восстановительного потенциала у тех ионных пар, окисленная форма которых содержит кислород, например Cr₂0²⁻, Mn0₄⁻, SO₄²⁻ .

Методы редоксметрии

Методы редоксметрии применяются для количественного определения окислителей и восстановителей. Для определения восстановителей необходимо иметь стандартный раствор окислителя, а для определения окислителей- стандартный раствор восстановителя. Различают метод перманганатометрии (титрование раствора KMnO₄), йодометрия (используют раствор йода), хроматометрии (титрируют раствором дихромата калия) и другие.

Перманганотометрия

Перманганатометрия – это метод объёмного анализа, в котором в качестве стандартного раствора используется раствор перманганата калия. При действии восстановителей перманганат-ион в кислой среде переходит в бесцветный катион марганца Mn²⁺. Окончание титрирования устанавливается по отсутствию розовой окраски пергамента-иона или с помощью индикатора (например, дифениламина).

Метод перманганатометрии часто применяется при исследовании пищевых продуктов на содержание дубильных веществ, щавельной кислоты, нитритов. Данным методом можно определить косвенно ионы Ca²⁺. Ионы осаждают в виде щавелевокислого кальция (оксалат кальция), осадок растворяют в серной кислоте, при этом протекает реакция по уравнению:

CaC₂O₄+ H₂SO₄ = CaSO₄+ H₂C₂O₄

Перманганатометрия может быть применена для определения окислителей, которые непосредственно с перманганатом калия не взаимодействуют, таких как, диоксид марганца, высшие оксиды свинца, хлораты, персульфаты.

Применение перманганатометрии несколько осложняется реакцией, которая может идти в конце титрования в случае недостаточной кислотности раствора и приводит к ошибкам аналитического определения восстановителей:

2MnO₄²⁻ + 3Mn²⁺ + 2H₂O = 5MnO₂ + 4H⁺

Перманганатометрическое титрование

Применяется для определения очень сильных восстановителей, реагирующих с катионами железа Fe³⁺, переводя их катионы железа Fe²⁺, которые оттитровывают перманганатом калия.

Обратным перманганатометрическим титрованием определяют восстановитель, медленно реагирующие с KMnO₄,- такие как йодиды, цианиды, тиоцианаты и другие.

Метод йодометрии

Метод окислительно-восстановительного титрирования, в основе которого лежат реакции:

I⁰₂ + 2ē = 2I⁻

2I⁻ – 2ē = I⁰₂

Данный метод позволяет определять как окислители, так и восстановители.При этом используется два стандартных раствора: для определения восстановителей- раствора йода (окислитель), для определения окислителей- раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ (восстановитель)

Определение окислителей

Окислители определяют методом замещения, который состоит в том, что к исследуемому раствору добавляют избыток KI в кислой среде. Окислитель выделяет из KI эквивалентное количество йода, который оттитровывают раствором Na₂S₂O₃.

Например:

K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7H₂SO₄ = 3I₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

Определение восстановителей

Содержание восстановителей в растворе находят прямым титрированием стандартным раствором йода или косвенным методом. В последнем случае к раствору восстановителя добавляют заведомо избыточный, но определяемый раствор йода. Зная количество добавленного йода и оставшееся после взаимодействия с восстановителем, по разности вычисляют массу восстановителя.

Титрирование растворов в йодометрии

При титрировании бесцветных растворов можно не использовать индикатор. При титрировании окрашенного раствора йода ( в зависимости от концентрации окраска меняется от жёлтой до красновато-бурой) тиосульфатом он превращается в бесцветный раствор KI. Если раствор окрашен другими продуктами реакции, то этот переход можно не заметить, поэтому надо использовать индикатор- раствор крахмала. Крахмал с йодом образует окрашенное в интенсивно-синий цвет адсорбционное соединение.

Обычно раствор йода титруют тиосульфатом до исчезновения характерной жёлтой окраски и лишь после этого добавляют 2-3 мл раствора крахмала, при этом появляется синее окрашивание. Титрирование продолжают до исчезновения синей окраски. При расчетах учитывают суммарный объём раствора тиосульфата ( до и после прибавления крахмала).