Odměrná analýza redoxní - jodometrie, bromatometrie

Jodometrie

- patří mezi oxidimetrické i reduktometrické metody, protože při stanovení oxidovadel využijeme toho, že jodid se snadno oxiduje na jód. Tyto reakce probíhají především v neutrálním, nebo alkalickém prostředí

- rovnice - I₂ + 2e^- → 2I^-

- indikátory - používáme škrobová maz, který s jódem tvoří intenzivně modré komplexy. Jód nemá charakter ZL, proto jej musíme upřesnit

- základní látky - K₂Cr₂O₇, KBrO₃, koncentrace - 0,016M

- odměrné roztoky - 0,05M roztok jódu, 0,1M roztok Na₂S₂O₃ přibližné koncentrace, který musíme upřesnit

- příprava 0,05M roztoku jódu - odvážíme vypočítané množství jódu na technických vahách (m = C.V.M) tento jód rozpustíme v 20% roztoku KI - KI + I₂ → KI₃ samotný jód jako nepolární látka se ve vodě nerozpustí, rozpouští se pouze v KI se kterým vytváří sloučeninu iontového charakteru KI₃ → K⁺ + I₃^- . Teprve po rozpuštění jódu se přidává destilovaná voda na stanovovaný objem roztoku. Uchováváme v tmavých lahvích.

- příprava 0,1M roztoku Na₂S₂O₃ - vypočtené množství thiosíranu odvážíme na tech. vahách, rozpustíme v převařené a ochlazené destilované vodě ( nesmí obsahovat vodný oxid uhličitý) a roztok stabilizujeme několika kapkami HgCl₂ a sody, které zabraňují rozkladu thiosíranu na síru a siřičitan S₂O₃^2- + 2H⁺ → S + H₂O + SO₂ rozklad probíhá v kyselém prostředí. Tyto roztoky upřesňujeme na ZL KBrO₃ nebo K₂Cr₂O₇.

- poznámka - stanovení oxidovadel v jodometrii provádíme nepřímo tak, že ke stanovované složce (SS) přidáme KI a vyoxidovaný jód ztitrujeme thiosíranem. Stanovení redukovadel provádíme v jodometrii titrací z rozdílu, kdy ke vzorku přidáme odměrný roztok jódu jeho část zreaguje a nezreagovaný jód ztitrujeme thiosíranem.

Upřesnění

- upřesnění  roztoku Na₂S₂O₃ na K₂Cr₂O₇ - k odpipetovanému vzorku K₂Cr₂O₇ přidáme KI a kys. sírovou. Uvolněný jód pak titrujeme thiosíranem na idnikáto ŠM ze špinavě modré do bezbarvé

2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

Cr₂O₇^2- + 6I^- + 14H⁺ →  2Cr³⁺ + 3I₂ + 7 H₂O

- upřesnění roztoku Na₂S₂O₃ na KBrO₃ - k roztoku bromičnanu přidáme KI v prostředí kys. sírové a vyoxidovaný jód titrujeme thiosíranem na ŠM do dobarvení

2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

BrO₃^- + 6H⁺ + 6I^- → Br^- + 3I₂ + 3H₂O

- upřesnění roztoku jódu - upřesněným roztokem thiosíranu titrujeme odm. roztok jódu na ŠM z špinavě modré do odbarvení - 2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

Stanovení redukovadel

- obecně se stanovují tak, že přidáváme nadbytek odměrného roztoku jódu a nezreagovaný jód stanovíme thiosíranem

- S^2- - k roztoku přidáme nadbytek odměrného roztoku jódu a nezreagovaný jód titrujeme v neutrálním prostředí odměrným roztokem thiosíranu na ŠM z tmavě modré do odbarvení

- rovnice -

S^2- + I₂ →  S + 2I^-.. Ft = 1

2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-..Ft = 1/2

- výpočet -

m_S^2- = Fř . Ft . (VI₂ . CI₂ - Ft₂ . V_S2O3^2- . C_S2O3^2-) . M_S^2-

% = (m_S^2- / navážka ) . 100

- SO₃^2- - k roztoku přidáme známý nadbytek odměrného roztoku jódu a nezreagovaný jód titrujeme v neutrálním prostředí odměrným roztokem thiosíranu na ŠM z tmavě modré do odbarvení

- rovnice -

SO₃^2- + I₂  + H₂O →  SO₄^2- + 2I^- + 2H⁺ ..Ft = 1

2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^- ..Ft = 1/2

- výpočet - m_SO3^2- = Fř . Ft . (VI₂ . CI₂ - Ft₂ . V_S2O3^2- . C_S2O3^2-) . M_SO3^2-, % = (m_SO3^2-/navážka) . 100

- As³⁺ - k roztoku přidáme známý nadbytek odměrného roztoku jódu v neutrálním prostředí na As⁵⁺ ionty a nezreagovaný jód titrujeme odměrným roztokem thiosíranu na ŠM z tmavě modré do odbarvení

- rovnice -

As³⁺ + I₂ → As⁵⁺ + 2I^- ..Ft = 1

2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-..Ft = 1/2

- výpočet - m_As³⁺ = Fř . Ft . (VI₂ . CI₂ - Ft₂ . V_S2O3^2- . C_S2O3^2-) . M_As³⁺

- S₂O₃^2- - thiosírany můžeme stanovit také přímou titrací , kdy odpipetovaný roztok jódu titrujeme neznámým roztokem thiosíranu na indikátor ŠM z špinavě modré do odbarvení

- rovnice - 2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

Stanovení oxidovadel

- stanovujeme je nepřímo tak, že k oxidovadlu přidáme KI a vyoxidovaný jód v kyselém prostředí stanovíme titrací thiosíranem

- BrO₃^- a Cr₂O₇^2- - k roztoku BrO₃^- nebo Cr₂O₇^2- přidáme KI a vyoxidovaný jód stanovíme tritrací thiosíranem na ŠM z temně modré do bezbarvé

- rovnice -

BrO^3- + 6I^- + 6H⁺ → 3I₂ + Br^- + 3H₂O...Ft = 1/6

2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

Cr₂O₇^2- + 6I^- + 14H⁺ →  2Cr³⁺ + 3I₂ + 7 H₂O...Ft = 1/6

2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

- výpočet - m_Cr2O7^2-, _BrO3^- = Fř . Ft . V_S2O3^2- . C_S2O3^2- . M _Cr2O7^2-, _BrO3^-

- Cl₂ - chlor z jodidů vyoxiduje jód, který si pak stanovíme titrací pomocí thiosíranu

- rovnice - Cl₂ + 2I^- → I₂ + 2Cl^- , 2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

- výpočet - m_Cl2= Fř . Ft . V_S2O3^2- . C_S2O3^2- . M _Cl2

- H₂O₂ -

a) v kyselém prostředí jako oxidovadlo

- peroxid vodíku okyselíme kys. sírovou, přidáme k němu roztok jodidu. V kyselém prostředí se z jodidu vyoxiduje jód a ten poté stanovíme titrací thiosíranem na ŠM.

- rovnice - H₂O₂ + 2H⁺ + 2I^- → 2H₂O + I₂, 2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

- výpočet - m_H2O2= Fř . Ft . V_S2O3^2- . C_S2O3^2- . M _H2O2

b) k roztoku peroxidu vodíku přidáme odměrný roztok jódu a hydroxid sodný. V alkalickém prostředí nám jód přejde na jodnan a ten vyoxiduje z peroxidu kyslík. Nespotřebovaný jód pak stanovíme titrací thiosíranem na ŠM.

- vysvětlení - jód v alkalickém prostředí přechází na jodnan, který je silné oxidovadlo a v důsledku toho nám jodnan bude reagovat s peroxidem za vzniku vody, jodidu a kyslíku

- rovnice - I₂ + 2OH^- → IO^- + H₂O + I^-, H₂O₂ + IO^- → H₂O + I^- + O₂

- abychom mohli stanovit nezreagovaný jód musíme roztok okyselit. Přítomný jodnan zreaguje na ekvivalentní množství jódu a ten stanovíme thiosíranem - IO^- + I^- +2H⁺ → I₂ + H₂O, 2S₂O₃^2- + I₂ →  S₄O₆^2- + 2I^-

- výpočet - m_H2O2= Fř . Ft1 . (VI₂ . CI₂ - Ft2 . V_S2O3^2- . C_S2O3^2- ). M _H2O2

- CH₂ = O - formaldehyd stanovujeme jodometricky v alkalickém prostředí, protože v něm z jódu vznikne jodnan a ten je natolik silným ox. činidlem, že zoxiduje i formaldehyd na mravenčan

- formaldehyd stanovíme titrací z rozdílu tak, že k roztoku přidáme nadbytek jódu a v zásaditém prostředí vzniklý jodnan nám zoxiduje formaldehyd Nezreagovaný jód pak stanovíme titrací thiosíranem.

- rovnice - I₂ + OH^- → I^- + IO^- + H₂O, IO^- + CH₂=O → I^- + HCOO^- + H⁺

- výpočet - m_CH2=O = Fř . Ft1 . (VI₂ . CI₂ - Ft2 . V_S2O3^2- . C_S2O3^2- ). M _CH2=O

Bromatometrie

- titrace odměrným roztokem KBrO₃, který je ZL a využívá se jeho oxidačních vlastností v kyselém prostředí, kde se redukuje na bromid a vodu.

- rovnice - BrO₃^- + 6e^- + 6H⁺ → Br^- + 3H₂O

- odměrný roztok - připravíme navážením vypočítaného množství BrO₃^- přesušeného pči 150 - 180°C

- indikátor - používá se MO, či MČ, které se  první nadbytečnou kapkou rozloží na bezbarvou sloučeninu

- nejčastěji však tyto titrace používáme ke stanovení org. l., kdy k odměrnému roztoku BrO₃^- přidáme Br^- reakcí v kyselém prostředí vznikne bromid, který se aduje na organickou sloučeninu

- fenol - ke vzorku přidáme nadbytek odměrného roztoku BrO₃^- a Br^- v kyselém prostředí se pak brom aduje na fenol a vznikne tribromfenol. K nadbytečnému bromu pak přidáme roztok KI a vyoxidovaný jód stanovíme titrací thiosíranem na ŠM.