Порядок выполнения работы

Титр раствора йода устанавливают по титрованному раствору тиосульфата натрия. Практически поступают, таким образом, в колбу вливают 10мл раствора йода, разбавляют приблизительно таким же объемом воды и титруют рабочим раствором тиосульфата Na до светло-желтой окраски раствора, затем прибавляют 1-2 капли раствора крахмала после чего продолжают приливать тиосульфат до обесцвечивания раствора. На оснований полученных результатов вычисляют нормальность раствора йода, пользуясь уравнением:

Определив нормальность раствора йода, рассчитывают его титр. Уравнение происходящей при этой реакций следующие:

Грамм эквивалент йода равен грамм- атому йода и равен 126,92.

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Какие реакции лежат в основе иодометрии? Какие рабочие растворы

используют в иодометрии?

2. Как определяют точку эквивалентности? Какое вещество служит ндикатором?

3. Как готовят рабочий раствор иода? Как устанавливают его титр? Как

устанавливают титр тиосульфата натрия?

4. Назовите особенности приготовления стандартного раствора тиосульфата атрия и условия его хранения.

Лабораторная работа

Теоретическая часть

Для определения жесткости могут быть использованы:

а) визуально-колориметрический метод, пригодный для анализа воды с очень малой жесткостью порядка десятых долей микрограмм - эквивалента в литре;

б) объемный олеатный метод, применяемый относительно редко, обычно в тех случаях, когда трилонатный метод оказывается неэффективным.

в) кислотно-основное титрование.

В основе метода комплексонометрии лежит образование комплексных соединений анализируемых катионов с органическими реагентами - комплексонами. В комплексонометрическом анализе в качестве рабочего вещества чаще всего используют трилон Б.

ЭДТА — четырехосновная кислота. Образуя комплекс с ЭДТА, катион металла замещает водородные атомы карбоксильных групп, поэтому рН раствора имеет большое значение при титровании ЭДТА.

ЭДТА плохо растворима в воде, поэтому обычно в аналитической практике используют ее кислую двунатриевую соль, которую называют комплексоном (III) или трилоном Б.

Трилон Б образует прочные растворимые в воде комплексные соединения с катионами металлов, которые замещают водород в карбоксильных группах и связываются донорно-акцепторной связью с атомами азота:

В комплексонометрии используют методы прямого, обратного и заместительного титрования. Наиболее часто используют прямое

титрование: большинство металлов можно определить прямым титрованием раствором ЭДТА. Обратное титрование, основанное на добавлении избыточного количества ЭДТА и последующем определении избытка, применяется в тех случаях, когда образование комплекса с ЭДТА происходит медленно или нет подходящего металлоиндикатора для определения конечной точки титрования. Метод заместительного титрования применяют для определения ионов, не образующих устойчивых комплексов с ЭДТА. Методом прямого комплексонометрического титрования анализ проводится при определенном значении рН. В кислой среде проводят анализ ограниченного числа катионов, например алюминия и железа (III). В кислой среде эти катионы образуют с комплексонами прочные

комплексные соединения. Большинство катионов в кислой среде образуют очень неустойчивые комплексные соединения. Поэтому титрование растворов определяемых катионов проводят, как правило, в щелочной среде (рН 8 - 13). Для обеспечения щелочной среды используют растворы щелочей или буферные растворы (например, аммонийный буферный раствор).

В методе комплексонометрии при титровании точку эквивалентности устанавливают с помощью металлоиндикаторов.

Металлоиндикаторы — э то органические вещества, образующие с

определяемыми катионами металлов растворимые в воде окрашенные комплексные соединения. Многие металлоиндикаторы имеют характерную окраску. В качестве окрашенных металлоиндикаторов в комплексонометрическом методе применяют эриохром черный Т (синяя окраска), кислотный хром темно-синий, мурексид (темно-красная окраска) и др. Некоторые металлоиндикаторы сами не имеют окраски, но образуют с ионами металлов окрашенные комплексы. Примерами неокрашенных металлоиндикаторов служат салициловая, сульфосалициловая и гидроксамовые кислоты.

Комплексные соединения катионов с металлоиндикаторами менее прочные, чем внутрикомплексные соединении, образуемые катионами металлов с комплексонами. При титровании неустойчивое комплексное соединение определяемого катиона металла с металлоиндикатором полностью разрушается и металлоиндикатор выделяется в свободном виде, цвет которого отличается от цвета комплексного соединения индикатора с определяемым катионом.

Вода природных источников содержит ряд катионов (Са ²⁺, Mg ²⁺,

Fe ²⁺, Fe ³⁺, Zn ²⁺ и др.), способных образовывать достаточно прочные внутрикомплексные соединения с трилоном Б. 1 моль эквивалента трилона Б всегда связывает 1 моль эквивалента металла, независимо от степени его окисления.

Комплексные соединения (комплексонаты), образуемые трилоном Б с катионами, присутствующими в воде, имеют различную прочность, количественно выражаемую величиной константы нестойкости.

При определении одного из катионов, присутствующих в воде, необходимо обязательно учитывать значения рК комплеконатов сопутствующих катионов, так как если значения рК комплексонатов сопутствующих катионов будут больше рК комлексоната определяемого катиона, то эти катионы будут мешать при титровании раствора трилоном Б. Катионы, мешающие определению анализируемого катиона, должны быть удалены из воды (обычно осаждением) или маскированы переводом в бесцветные устойчивые комплексы.

Жесткость воды обычно выражают числом ммоль эквивалентов кальция и магния в 1 л воды. При их определении сопутствующие катионы должны отсутствовать. При добавлении к воде, содержащей только катионы Са ²⁺ и Mg ²⁺, металлоиндикатора эриохрома черного Т раствор окрашивается в винно-красный цвет. рН раствора должен быть выше 9. Не надо добавлять много индикатора, чтобы связать все катионы кальция и магния. Достаточно добавить небольшое количество индикатора, чтобы связать часть катионов кальция и магния до появления розовой или

винно-красной окраски раствора. При титровании анализируемого раствора трилоном Б в эквивалентной точке, когда полностью разрушаются комплексы металлоиндикатора с Са ²⁺ и Mg ²⁺, появляется синяя окраска самого индикатора.

При определений общей жесткости воды комплексонометрическим методом исследуемую воду подщелачивают аммонийной буферной смесью (смесь и титруют раствором трилола Б. В качестве индикатора применяют обычно эрихром черный Т, дающий с ионами Са⁺² и Mg⁺² растворимые комплексоны виноградного цвета. Комплексоны эти менее устойчивы, чем комплексы тех же металлов с трилоном Б. В условиях анализа при добавлений к исследуемой воде индикатора образуется комплексы его с ионами Са⁺² и Mg⁺² , и раствор приобретает виноградную окраску. При титрований трилоном Б эти комплексы разлагаются с трилоном Б, а ионом Са⁺² Mg⁺² и образуется более устойчивые комплексы с трилоном Б, а связанные с ним анионы индикатора переходят в раствор. Точка эквивалентности вино красная окраска раствора изменяется в синюю вследствие накопления в растворе анионов индикатора.

Если индикатор схематически изобразить в виде Н₂R, то все протекающий при этом реакций можно представить следующими уравнениями:

Н₂R=2Н⁺+R^-2

^{темно-лиловый синий}