Для практичної роботи готують 500 мл 0,05 н розчину Na2S2O3. На технічних вагах зважують 6,2 г Na2S2O3*5Н2О, переносять у мірну колбу на 500 мл і розчиняють в дистильованій воді, позбавленій вуглекислого газу. Перед установленням концентрації розчин залишають відстоятися кілька днів. Розчин Na2S2O3 зберігають у темних склянках, обладнаних пристроях, які запобігають проникненню вуглекислого газу з повітря.
Встановлення титру Na2S2O3 за дихроматом калію
В результаті реакції виділяється I2, який відтитровують розчином тіосульфату натрію.
K2Cr2O7 + 6HI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 +4K2SO4 + 3I2 + 7H2O
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Для встановлення концентрації розчину Na2S2O3 готують 250 мл 0,05 н розчину дихромату калію. Для цього зважують 0,6129 г перекристалізованого і висушеного дихромату калію, переносять у мірну колбу на 250 мл і розчиняють дистильованою водою.
У конічну колбу на 200 мл відбирають піпеткою 25 мл 0,05 н розчину K2Cr2O7. У циліндрі розчиняють 2 г КІ в 60 мл води. Відбирають 20 мл цього розчину в окрему колбу, додають 20 мл розчину сульфатної кислоти (1:4). Якщо після підкислення спостерігається виділення йоду, добавляють 2–3 краплі 0,01 н розчину Na2S2O3, щоб відновити виділений йод. Безбарвний підкислений розчин КІ3 вливають в колбу з розчином дихромату калію і енергійно перемішують, колбу закривають годинниковим склом. Через 2–3 хв розчин у колбі розводять водою в два рази і титрують розчином Na2S2O3. Коли колір розчину стане жовтуватим, додають 2–3 мл 0,2% розчину крохмалю, з’являється синє забарвлення. У точці еквівалентності спостерігають перехід забарвлення від синього до світло-зеленого. Концентрацію розчину тіосульфату визначають за формулою:
Сек(Na2S2O3) = Сек(K2Cr2O7)*V(K2Cr2O7)/ V(Na2S2O3)
Індикатором у методі йодометрії є 1% розчин крохмалю (1 г крохмалю розтирають в ступці в 5 мл води, вливають при перемішуванні 100 мл киплячої води, після 2–3 хв розчин охолоджують). Він швидко псується ним можна користуватися тільки 2–3 дні, іноді для консервування розчину до нього додають 1 г силіцилової кислоти чи хлориду цинку. 5 мл розчину крохмалю повинні давати з двома краплями 0,1 н розчину йоду синє забарвлення, якщо забарвлення червоно-буре то розчин непридатний для використання. Розчин крохмалю неможна додавати в концентрований розчин йоду., бо синє забарвлення розчину довго не зникає. Рекомендується додавати розчин крохмалю вкінці титрування коли основна частина йоду від титрована, розчин має синє забарвлення.
Визначення речовин методом йодометрії
Цим методом визначають розчини йоду, тіосульфату натрію, коломей (гідраргіум), анальгін та інші препарати. Використовуючи пряме, обернене титрування, титрування замісника.
Пряме титрування розчином тіосульфату натрію так аналізують йод і настойку йоду. В зважену колбу з 10 мл 20% розчину КІ додають приблизно 0,2 г йоду розтертого в ступці і знову зважують. Такий спосіб взяття наважки йоду використовують, щоб не було випаровування йоду. Розчин розводять водою до 20 мл і титрують 0,1 н розчином Na2S2O3 до жовтого забарвлення,додають 1 мл крохмалю, розчин синіє, титрування ведуть до знебарвлення розчину:
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Пряме титрування розчином йоду використовують для аналізу анальгіну і тіосульфату натрію. Точну наважку тіосульфату натрію (приблизно 0,2 г) розчиняють в 25 мл води додають 1 мл крохмалю і титрують до появи синього забарвлення:
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Обернене титрування використовують при аналізі коломері, формальдегіду, альтепирилу. Коломей аналізують додаючи 0,1 н розчин йоду і КІ, надлишок не прореагованого йоду відтитровують 0,1 н розчином Na2S2O3:
Hg2Cl2 + I2 + 6KI = 2K2HgI4 + 2KCl
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Титрування замісника так визначать KMnO4, CuSO4, коразол. В ньому способі до розчину препарату додають КІ відбувається реакція в результаті, якої виділяється І2, який відтитровують Na2S2O3. Наприклад: KMnO4 аналізують розтираючи точну наважку у воді в мірній колбі, додають 20% розчин КІ і після 10 хв стояння йоду, що виділився титрують 0,1 розчином Na2S2O3:
2KMnO4 + 10КІ + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 5І2
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Інші методи окиснення відновлення
титанометрія;
хроматометрія;
ванадометрія;
цериметрія.
Ванадометрія – цей метод окисно-відновного титрування оснований на реакції відновлення аналізуючої речовини сульфату ванадію VSO4, який окислюється до
V – 1e = V
Використовують два робочих розчини VSO4 і NH4Fe(SO4)2 (залізо-амонійні галуни). Аналіз проводять методом оберненого титрування, до аналізую чого розчину додають надлишок розчину VSO4 і відтитровують те, що не вступило в реакцію з розчином NH4Fe(SO4)2:
2VSO4 + 2NH4Fe(SO4)2 = V2(SO4) + 2FeSO4 + (NH4)2SO4
За кількістю від титрованого VSO4 обчислюють вміст аналізуючої речовини. Для визначення точки еквівалентності використовують окисно-відновний індикатор сафранін, який безбарвний в присутності йонів V і червоний від першої краплі галуну.
Хроматометрія – цей метод оснований на реакціях окислення аналізуючої речовини титрованим розчином K2Cr2O7, який відновлюється до Cr:
Cr2O7 + 6e + 14H = 2Cr + 7H2O
Робочі розчини K2Cr2O7 готують по точній наважці без використання встановлюючи речовин. Розчини дихромату стабільні і довго зберігаються без змін. Аналіз поводять методом прямого титрування в присутності індикатора дифениламин, забарвлений в синій колір при найменшому надлишку дихромату.
Титанометрія – цей метод оснований на відновленні аналізуючої речовини , при цьому Ті окислюється до Ті:
Ti – 1e = Ti
Робочим розчином використовують Ti2(SO4)3, титр якого встановлюють за розчином KMnO4.
Цериметрія – метод оснований на окисленні аналізуючої речовини Ce , який відновлюється до Ce:
Се + 1е = Се
Робочим розчином є змішана сіль Се(SO4)2*2(NH4)2SO4*2H2O. Титр робочого розчину встановлюють по оксалату натрію. Аналіз ведуть прямим титруванням, точку еквівалентності визначають за виникненням жовтого забарвлення розчину, солі Се безбарвні, а солі Се жовтого кольору.
Методи осадження. Характеристика методів осадження, їх класифікація. Вимоги до реакцій, що застосовуються у методах осадження. Фіксування точки еквівалентності з металоіндикаторами
Ряд методів об’ємного аналізу оснований на реакції осадження в результаті, яких швидко випадає осад. Точку еквівалентності в методах осадження визначають по наявності розчину надлишку реактиву, який фіксується індикатором, або за зміною фізико-хімічних властивостей розчину, електропровідності, поглинанню чи відбиванню світла. В методах осадження використовують:
аргентометрію – титрування розчином нітрату срібла, метод Мора і Фаянса;
роданометрія – титрування надлишку AgNO3 розчином роданіду амонію (NH4CNS), метод Фольгарда;
меркурометрія – титрують розчином Hg2(NO3)2*2H2O.
Аргентометрія
Цей метод оснований на визначенні хлоридів, бромідів, йодидів лужних і лужно-земельних металів і органічних основ. Робочі розчини 0,1 н розчин AgNO3 і 0,1 н розчин NH4CNS. Титр 0,1 н AgNO3 встановлють по титрованому розчину NaCl, який готують із висушеної хімічно чистої солі NaCl. Титр 0,1 н розчину NH4CNS визначають за допомогою титрованого розчину AgNO3, який на світлі розкладається, тому його зберігають в склянках з темного скла.
Індикатори в методах осадження
Дихромат калію – який з AgNO3 утворює цегляно-червоний осад хромату срібла:
K2Cr2O7 + 2AgNO3 = Ag2CrO4↓ + 2KNO3
Залізо-амонійні галуни – утворюють з роданідом амонію комплексну сполуку червоного кольору:
NH4Fe(SO4)2 + 3NH4CNS = [Fe(CNS)3] + 2(NH4)2SO4
Адсорбційні індикатори:
флюоресцеїн – жовтувато-червоний порошок, погано розчинний у воді, але розчиняється в спиртах, тому використовують у вигляді 0,1 % розчину спирту. На початку титрування індикатор має жовте-зелене забарвлення, а в точці еквівалентності яскраво рожеве;
еузон – використовується при титруванні бромідв, йодидів, розчину AgNO3. В точці еквівалентності забарвлення осаду змінюється з жовтого на рожеве.
Аргентометрія використовує два методи, які відрізняються типом індикатора. У методі Мора індикатор хромат калію. У методі Фаянса індикатор флюосцеїн, еузон.
Метод Мора використовують для аналізу хлоридів, бромідів, при рН=7-10, аналізують хлориди калію і натрію, броміди калію і натрію. Наприклад визначення натрій броміду титруванням наважки 0,5 г розчинняєм її в 20 мл води титруємо 01, н розчином AgNO3 в присутності індикатора K2CrO4
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgBr
Коли вже весь бром використано проходить реакція:
AgNO3 + K2CrO4 = Ag2CrO4 + 2KNO3
Методом Фаянса визначають йодиди, які не можливо проаналізувати методом Мора. Наприклад визначення калій йодиду, наважку розчиняють в 20-30 мл води, додають 1,5 мл оцтової кислоти, 5 мл індикатору еузіну і титрують 0,1 н розчином AgNO3 до переходу забарвлення осаду в рожевий колір.
Роданометрія – метод Фольгарда – цей метод являє собою титрування розчину AgNO3 розчином роданіду амонію NH4CNS, індикатор залізо-амонійні галуни:
NH4CNS + AgNO3 = AgCNS↓ + NH4NO3
Роданометрію проводять в кислому середовищі, розчиняють приблизно 0,3 г AgNO3 (точна наважка) в 50 мл води, додають 5 мл розбавленої нітратної кислоти, 2 мл галунів і титрують 0,1 н розчином роданіду амонію до появи червоного забарвлення.
Визначення галогені дів і роданідів методом оберненого титрування за методом Фольгарда
Наважку хлориду натрію розчиняємо в 20 мл води, додаємо точний об’єм 0,1 н розчину AgNO3, 2 мл індикатору залізо-амонійні галунів, відбувається реакція між NaCl I AgNO3, частина нітрату срібла залишається в надлишку, який відтитровують роданідом амонію з утворенням червоного забарвлення:
NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3
AgNO3 + NH4CNS = AgCNS + NH4NO3
3NH4CNS + NH4Fe(SO4)2 = [Fe(SO4)3] + 2(NH4)2SO4
Меркурометрія – в колбу для титрування поміщають аліхводну частину хлориду меркурію, додають кілька крапель роданіду амонію і розчину Fe(NO3)3, ці дві сполуки служать індикатором, утворений роданід заліза червоного забарвлення:
Fe(NO3)3 + 3 NH4CNS = Fe(CNS)3 + 3NH4NO3
Коли хлорид йони осаджені йонами ртуті:
Hg2 + 2Cl = Hg2Cl2↓
Перша надлишкова порція нітрату ртуті вступає в реакцію з роданід йонами утворюючи безбарвну сполуку: