Аналитическая химия
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
Ог- На свойства индикаторов сильно влияет присутствие веществ, состоящих из макромолекул, например белков, образующих коллоидные системы. Во-первых наблюдается взаимодействие кислотных и основных групп белков и индикаторов, во-вторых, индикаторы адсорбируются на поверхности коллоидных частиц (индикаторы-основания - на отрицательно заряженных и индикаторы-кислоты - на положительно заряженных).
Специфические индикаторы - это вещества, которые образуют интенсивно окрашенное соединение" с одним из компонентов окислительно-восстановительной.
КТТ применяют индикаторы, т.н. металлохромные индикаторы - органические красители, имеющие свои хромофорные группы, способные обратимо изменять окраску при образовании комплексов с катионами металлов. Комплексонометрически контролируют жесткость воды. Общую жесткость воды (т. е. суммарное содержание в ней катионов магния и кальция, в мг-экв/л) определяют прямым титрованием стандартным р-ром ЭДТА в присутствии индикатора кислотного хромового темно-синего. Метод позволяет раздельно определять катионы металлов при их совместном присутствии, как в методе определения жесткости воды. Т. о. в аналитической химии широко применяются титриметрические методы определения различных в-в и элементов, причем в основе этих методов лежат правила качественного анализа и общие химические законы и свойства химических элементов и соединений. Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на применении реакций, связанных с изменением степени окисления реагирующих веществ, т. е. на реакциях окисления - восстановления.
В настоящее время разработано очень много методов окислительно-восстановительного титрования, их классифицируют в соответствии с применяемым стандартным раствором (титрантом).
Наиболее широкое применение получили методы перманганатометрии, хроматометрии, иодометрии.
Перманганатометрия.
В перманганатометрии стандартным раствором является раствор перманганата калия КмпО4. Сущность метода заключается в окислении восстановителей раствором перманганата калия. Окисление перманганатом калия можно проводить в кислой, нейтральной и в щелочной среде.
Следовательно, в данной реакции число эквивалентности КМпО4 равно 5. Молярная масса эквивалентов равна 1/5 его молярной массы: М (1/5КМпО4)=М(КМпО4):5= 158,04:5=31,61 г/моль.
Число эквивалентности FeSO4 равно 1. Молярная масса эквивалентов сульфата железа (II) равна его молярной массе: М (1/1 FeSO4) = M (FeSO4) = 151,91 г/моль.
Из электронных уравнений видно, что Мп присоединяет 3 электрона, а FeZT - 2. Следовательно, число эквивалентности z (KMnO4) = 3, FeSO4- 1. Молярные массы эквивалентов соответственно составят; М (1/3 КМпО4) = М (КМпО4): 3 = 52,68 г/моль; M(l/1 FeSO4) = M(FeSO4) = 151,91 г/моль.
Окисление перманганатом калия в щелочной среде. Например:
FeSO4+ KMnO4 +3KOH= Fe (OH)3+ K2 MnO4 + K2SO4
Согласно электронному уравнению молярные массы эквивалентов FeSO4 и КМпО4 равны их молярным массам, так как отдано и присоединено молекулами восстановителя и окислителя по одному электрону: z (FeSO4) = z (KMnO4)=l.
Иодометрия,
Иодометрия - метод титриметрического анализа, основанный на определении количества иода, которое затрачивается на окисление восстановителей или выделяется при взаимодействии окислителя с раствором иодида калия. Основная реакция метода описывается следующим уравнением:
2 + 2е~ <-* 2Г.
Эта реакция обратима. В зависимости от условий она может протекать в прямом или обратном направлениях. Иод представляет собой окислитель средней силы: стандартный потенциал системы равен 0,54 В. Поэтому сильные восстановители легко окисляются свободным иодом. Примером может быть окисление иодом ионов олова (II):
Sn2+ + I2=Sn4+ + 2Г.
Другие неорганические ионы в низших степенях окисления также можно определять посредством титрования раствором иода, например мышьяк(Ш), ванадий (IV), ртуть (Г). Таким способом определяют кислоты-восстановители, например сероводород, сернистую кислоту, тиосульфат и др. Иод окисляет также многие органические вещества: соединения, содержащие альдегидные группы, азот-, и серосодержащие соединения, оксисоединения и
Сильные окислители способны, наоборот, выделять иод из растворов иодидов. По этому типу происходит взаимодействие между иодидом калия и бихроматом или перманганатом калия, солями церия(1У), ванадия(У), железа(Ш), меди(П), органическими пероксидами и многими другими окислителями. Так, реакция между иодидом калия и ионами железа (III)
Fe3+ + 2Г = 2Fe2+ + 12
является основой иодометрического определения железа. Таким образом, эту реакцию можно использовать для определения и восстановителей, и окислителей. В первом случае применяют для титрования рабочий раствор иода, во втором - рабочий раствор тиосульфата натрия; последний реагирует с иодом в соответствии с уравнением
Na2S2O3 + h = Na2S4O6 + 2NaI.
Независимость двух основных реакций метода от кислотности раствора представляет важную особенность иодометрических определений. Окислительно-восстановительный потенциал системы 12/2Г не зависит от рН раствора, поэтому иодометрические определения можно проводить в широком интервале кислотности раствора (рН = 2-10). Это дает возможность подбирать в каждом отдельном случае самые благоприятные для определения окислителей или восстановителей условия кислотности и применять иодометрический метод для определения значительно более широкого круга объектов, чем в других методах титриметрического анализа. Иллюс