Химические методы анализа - 118 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

235
IV.5.4. Приготовление стандартного раствора
тиосульфата и его стандартизация
Приготовление стандартного раствора тиосульфата натрия
Для приготовления требуемого объема (обычно 1 л) стандартно-
го раствора (0.1н. или 0.05н.) необходимую навеску тиосульфата рас-
творяют в воде и доводят объем раствора до 1л. Эквивалентная масса
тиосульфата не является постоянной величиной и зависит от реакции,
в которую он вступает.
В методе йодометрии используют реакцию тиосульфата с йо-
дом, протекающую по уравнению:
2S
2
O
3
−
+ I
2
↔ S
4
O
6
2
−
+ 2I
−
Из уравнения этой реакции видно, что тиосульфат реагирует с
йодом в отношении два 2S
2
O
3
−
-иона на два атома I, т.е. 2 моля тио-
сульфата, окисляясь йодом, отдают 2 электрона, поэтому молярная
масса эквивалента равна молекулярной массе Na
2
S
2
O
3
⋅5H
2
O (М
Э
= 1/1
M = 248.19).
Кристаллический Na
2
S
2
O
3
⋅5H
2
O легко теряет кристаллизацион-
ную воду, поэтому его стандартный раствор по точной навеске приго-
товить очень трудно. Для приготовления приблизительно 0.1н. раство-
ра тиосульфата натрия взвешивают на технических весах около 25г
этого соединения (Na
2
S
2
O
3
⋅5H
2
O) и растворяют в 1 л свежепрокипя-
ченной и охлажденной дистиллированной воды. Воду кипятят для
удаления СО
2
, чтобы предотвратить последующее изменение титра
раствора тиосульфата, разлагаемого угольной кислотой. К приготов-
ленному раствору тиосульфата прибавляют около 0.1 г карбоната на-
трия, связывающего попадающую в стандартный раствор двуокись
углерода:
CO
3
2
−
+ CO
2
+ H
2
O ↔ 2HCO
3
−
.
Стандартный раствор Na
2
S
2
O
3
для защиты от двуокиси углерода
рекомендуется хранить в темной бутыли с пробкой, снабженной хлор-
кальциевой трубкой с натронной известью (2CaO+NaOH). Перед уста-
новкой титра раствор должен постоять не менее 1-2 дней. Титр раство-
ра тиосульфата при стоянии может изменяться под влиянием двуокиси
углерода (а) и кислорода воздуха (б):
Na
2
S
2
O
3
+CO
2
+ H
2
O → NaHCO
3
+NaHSO
3
+ S (a)
2 Na
2
S
2
O
3
+ O
2
→ 2Na
2
SO
4
+ 2S (б)
Под влиянием CO
2
нормальность раствора тиосульфата увеличивается,
ибо образующиеся ионы гидросульфита (бисульфита) реагируют с йо-
дом согласно следующему уравнению:
236
HSO
3
−
+ I
2
+ H
2
O → HSO
4
−
+ 2HI.
Под влиянием кислорода уменьшается нормальность раствора
тиосульфата натрия Na
2
S
2
O
3
и результаты титрования получаются не-
правильными.
При правильном приготовлении и нормальном хранении титр
раствора тиосульфата не изменяется в течение 2-3 месяцев.
IV.5.4.1. Индикатор в йодометрии (крахмал)
Титрование йодом можно проводить без какого-либо индикато-
ра в растворах, концентрация которых выше 0.2н. Конечную точку
титрования определяют по появлению или исчезновению желтой окра-
ски. Но обычно при титровании йодом применяют специфический ин-
дикатор - раствор крахмала. Амилоза, входящая в состав крахмала,
образует с йодом адсорбционное соединение синего цвета.
На каждые 100 мл титруемого раствора прибавляют по 5 мл рас-
твора крахмала. При титровании йода тиосульфатом крахмал надо
приливать перед концом титрования, когда желтая окраска йода начи-
нает ослабевать, иначе большое количество йода будет адсорбировано
крахмалом и реакция йода с тиосульфатом замедлится. Чувствитель-
ность йодо-крахмальной реакции с повышением температуры понижа-
ется.
IV.5.4.2. Установка титра стандартного раствора
тиосульфата
На практике в качестве установочного вещества для установки
титра раствора тиосульфата обычно применяют дихромат калия, кото-
рый вполне отвечает требованиям, предъявляемым к установочным
веществам: дихромат калия легко получить в химически чистом виде
перекристаллизацией его из водного раствора, он не содержит кри-
сталлизационной воды, растворы его очень устойчивы. Дихромат ка-
лия - сильный окислитель, его стандартный окислительно-
восстановительный потенциал составляет Е
0
(Cr
2
O
7
2
−
/2Cr
3+
) = = 1.36 В.
Прямое титрование тиосульфата дихроматом не применяют вследствие
того, что реакция протекает неоднозначно и не может быть выражена
одним определенным уравнением. При установке титра раствора тио-
сульфата натрия по дихромату калия применяют метод замещения. К
определенному количеству дихромата прибавляют избыток йодида
калия и кислоты. При этом протекает реакция:
Cr
2
O
7
2
−
+ 6I
−
+ 14H
+
↔ 3I
2
+ Cr
3+
+ 7H
2
O. 
           IV.5.4. Приготовление стандартного раствора                                  HSO3− + I2 + H2O → HSO4− + 2HI.
                 тиосульфата и его стандартизация                            Под влиянием кислорода уменьшается нормальность раствора
                                                                       тиосульфата натрия Na2S2O3 и результаты титрования получаются не-
  Приготовление стандартного раствора тиосульфата натрия               правильными.
                                                                             При правильном приготовлении и нормальном хранении титр
      Для приготовления требуемого объема (обычно 1 л) стандартно-     раствора тиосульфата не изменяется в течение 2-3 месяцев.
го раствора (0.1н. или 0.05н.) необходимую навеску тиосульфата рас-
творяют в воде и доводят объем раствора до 1л. Эквивалентная масса                IV.5.4.1. Индикатор в йодометрии (крахмал)
тиосульфата не является постоянной величиной и зависит от реакции,
в которую он вступает.                                                        Титрование йодом можно проводить без какого-либо индикато-
      В методе йодометрии используют реакцию тиосульфата с йо-         ра в растворах, концентрация которых выше 0.2н. Конечную точку
дом, протекающую по уравнению:                                         титрования определяют по появлению или исчезновению желтой окра-
                      2S2O3− + I2 ↔ S4O62− + 2I−                       ски. Но обычно при титровании йодом применяют специфический ин-
      Из уравнения этой реакции видно, что тиосульфат реагирует с      дикатор - раствор крахмала. Амилоза, входящая в состав крахмала,
йодом в отношении два 2S2O3− -иона на два атома I, т.е. 2 моля тио-    образует с йодом адсорбционное соединение синего цвета.
сульфата, окисляясь йодом, отдают 2 электрона, поэтому молярная               На каждые 100 мл титруемого раствора прибавляют по 5 мл рас-
масса эквивалента равна молекулярной массе Na2S2O3⋅5H2O (МЭ = 1/1      твора крахмала. При титровании йода тиосульфатом крахмал надо
M = 248.19).                                                           приливать перед концом титрования, когда желтая окраска йода начи-
      Кристаллический Na2S2O3⋅5H2O легко теряет кристаллизацион-       нает ослабевать, иначе большое количество йода будет адсорбировано
ную воду, поэтому его стандартный раствор по точной навеске приго-     крахмалом и реакция йода с тиосульфатом замедлится. Чувствитель-
товить очень трудно. Для приготовления приблизительно 0.1н. раство-    ность йодо-крахмальной реакции с повышением температуры понижа-
ра тиосульфата натрия взвешивают на технических весах около 25г        ется.
этого соединения (Na2S2O3⋅5H2O) и растворяют в 1 л свежепрокипя-
ченной и охлажденной дистиллированной воды. Воду кипятят для                     IV.5.4.2. Установка титра стандартного раствора
удаления СО2, чтобы предотвратить последующее изменение титра                                      тиосульфата
раствора тиосульфата, разлагаемого угольной кислотой. К приготов-
ленному раствору тиосульфата прибавляют около 0.1 г карбоната на-            На практике в качестве установочного вещества для установки
трия, связывающего попадающую в стандартный раствор двуокись           титра раствора тиосульфата обычно применяют дихромат калия, кото-
углерода:                                                              рый вполне отвечает требованиям, предъявляемым к установочным
                     CO32− + CO2 + H2O ↔ 2HCO3−.                       веществам: дихромат калия легко получить в химически чистом виде
      Стандартный раствор Na2S2O3 для защиты от двуокиси углерода      перекристаллизацией его из водного раствора, он не содержит кри-
рекомендуется хранить в темной бутыли с пробкой, снабженной хлор-      сталлизационной воды, растворы его очень устойчивы. Дихромат ка-
кальциевой трубкой с натронной известью (2CaO+NaOH). Перед уста-       лия - сильный окислитель, его стандартный окислительно-
новкой титра раствор должен постоять не менее 1-2 дней. Титр раство-   восстановительный потенциал составляет Е0(Cr2O72−/2Cr3+) = = 1.36 В.
ра тиосульфата при стоянии может изменяться под влиянием двуокиси      Прямое титрование тиосульфата дихроматом не применяют вследствие
углерода (а) и кислорода воздуха (б):                                  того, что реакция протекает неоднозначно и не может быть выражена
             Na2S2O3+CO2 + H2O → NaHCO3+NaHSO3 + S              (a)    одним определенным уравнением. При установке титра раствора тио-
                   2 Na2S2O3 + O2 → 2Na2SO4 + 2S                (б)    сульфата натрия по дихромату калия применяют метод замещения. К
Под влиянием CO2 нормальность раствора тиосульфата увеличивается,      определенному количеству дихромата прибавляют избыток йодида
ибо образующиеся ионы гидросульфита (бисульфита) реагируют с йо-       калия и кислоты. При этом протекает реакция:
дом согласно следующему уравнению:                                                   Cr2O72− + 6I− + 14H+ ↔ 3I2 + Cr3+ + 7H2O.


                                235                                                                    236

Страницы