Окислительно-восстановительное титрование
Методы и их особенности
| Метод | Титрант | Полуреакция | Индикатор | Определяют |
|---|---|---|---|---|
| перманганатометрия | \(\ce{KMnO4}\) | \(\ce{MnO4- + 8H+ + 5e- -> Mn^2+ + 4H2O}\) | сам титрант | \(\ce{Fe^2+}\), \(\ce{H2O2}\), \(\ce{C2O4^2-}\), \(\ce{NO2-}\) |
| дихроматометрия | \(\ce{K2Cr2O7}\) | \(\ce{Cr2O7^2- + 14H+ + 6e- -> 2Cr^3+ + 7H2O}\) | дифениламин | \(\ce{Fe^2+}\), U(IV) |
| цериметрия | \(\ce{Ce(SO4)2}\) | \(\ce{Ce^4+ + e- -> Ce^3+}\) | ферроин | \(\ce{Fe^2+}\), \(\ce{H2O2}\) |
| иодиметрия | \(\ce{I2}\) (в KI) | \(\ce{I2 + 2e- -> 2I-}\) | крахмал | \(\ce{SO3^2-}\), \(\ce{S^2-}\), аскорбиновая кислота |
| иодометрия | \(\ce{Na2S2O3}\) | \(\ce{I2 + 2S2O3^2- -> 2I- + S4O6^2-}\) | крахмал | окислители через выделенный иод |
boltСчитайте электроны
В ОВ-титровании связь между количествами — через число переданных электронов: \(n_1z_1 = n_2z_2\). Выпишите полуреакции титранта и определяемого вещества — и соотношение готово.
scienceИодиметрия и иодометрия
- \(\ce{C6H8O6 + I2 -> C6H6O6 + 2HI}\) — витамин C.
- \(\ce{Na2SO3 + I2 + H2O -> Na2SO4 + 2HI}\).
- \(\ce{NaClO + 2KI + 2CH3COOH -> NaCl + I2 + 2CH3COOK + H2O}\).
- \(\ce{I2 + 2Na2S2O3 -> 2NaI + Na2S4O6}\).
Иодометрия окислителей
Иодометрия годится для любых окислителей, которые количественно окисляют иодид: Cu(II), Fe(III), \(\ce{Cr2O7^2-}\), \(\ce{MnO4-}\), \(\ce{ClO-}\), \(\ce{IO3-}\), \(\ce{H2O2}\), растворённый кислород (Винклер), пероксиды. Схема: проба + избыток KI (+ кислота) → выделяется \(\ce{I2}\) → титруют тиосульфатом до исчезновения синей окраски крахмала.
«Активный хлор» в отбеливателях выражают как массу \(\ce{Cl2}\), эквивалентную окислительной способности: 1 \(\ce{ClO-}\) ≙ 1 \(\ce{Cl2}\) (оба принимают 2 электрона).
edit_noteИодат как стандарт
\(\ce{KIO3}\) — первичный стандарт: \(\ce{IO3- + 5I- + 6H+ -> 3I2 + 3H2O}\). Один иодат даёт три \(\ce{I2}\), то есть шесть электронов, — это удобно для стандартизации тиосульфата.
errorУсловия иодометрии
Среда — слабокислая: в щелочной иод диспропорционирует (\(\ce{3I2 + 6OH- -> IO3- + 5I- + 3H2O}\)), тиосульфат окисляется до сульфата; в сильнокислой тиосульфат разлагается, а иодид окисляется кислородом воздуха. Титруют сразу, на холоду, избегая яркого света.
Выбор метода
Как выбрать ОВ-метод для определения?
- Что определяем — окислитель или восстановитель? Восстановитель — прямое титрование окислителем (\(\ce{KMnO4}\), \(\ce{K2Cr2O7}\), \(\ce{I2}\), Ce(IV)). Окислитель — иодометрия или обратное титрование избытком восстановителя (соль Мора).
- Какая среда допустима? В солянокислых растворах перманганат окисляет хлорид — лучше дихромат или Ce(IV).
- Сила реагентов. Слабые восстановители (\(\ce{As(III)}\), сульфит) — иодом (он мягкий, но селективный); сильные — перманганатом.
- Скорость. Медленные реакции (оксалат) — нагревание, катализатор, обратное титрование.
boltЭлектронный баланс — всегда
Решение любой задачи на ОВ-титрование начинается с полуреакций. Для заместительных методов пишите всю цепочку: \(\ce{Cr2O7^2-}\) → 3 \(\ce{I2}\) → 6 \(\ce{S2O3^2-}\); \(\ce{O2}\) → 2 \(\ce{MnO(OH)2}\) → 2 \(\ce{I2}\) → 4 \(\ce{S2O3^2-}\).
push_pinГлавное
Перманганатометрия (\(\ce{MnO4-}\) → \(\ce{Mn^2+}\), 5 e, кислая среда, без индикатора): \(\ce{Fe^2+}\), \(\ce{H2O2}\), оксалат, нитрит. Дихроматометрия (\(\ce{Cr2O7^2-}\) → \(\ce{Cr^3+}\), 6 e, первичный стандарт, дифениламиносульфонат): железо. Иодиметрия — прямое титрование восстановителей иодом (\(\ce{SO3^2-}\), аскорбиновая кислота, \(\ce{As(III)}\)). Иодометрия — окислитель + избыток KI → \(\ce{I2}\), титрование тиосульфатом (1 \(\ce{I2}\) ≙ 2 \(\ce{S2O3^2-}\)): Cu(II), \(\ce{Cr2O7^2-}\), \(\ce{ClO-}\) («активный хлор»), \(\ce{H2O2}\), \(\ce{O2}\) (Винклер). Крахмал добавляют в конце (иначе иод прочно связывается). Цериметрия (Ce(IV) → Ce(III), 1 e, можно в HCl).
Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.