Лекция 3. Окислительно-восстановительное титрование. Требования к реакциям. Индикаторы.

2. Цель лекции: Изучить метод окислительно-восстановительного титрования и его классификацию. Рассмотреть индикаторы и кривые окислительно-восстановительного титрования.

3. Тезисы лекции: Mетоды окислительно-восстановительного титрования, илиредокс-методы,основаны на использовании ОВР, т.е. реакций с переносом электронов.

Red₁ + Ox₂ = Ox₁ + Red₂

В любой ОВР участвуют, по крайней мере, две редокс-пары.

Известно несколько десятков различных методов ОВ титрования. Обычно их классифицируют следующим образом:

1) по характеру титранта на методы: оксидиметрии − методы определения восстановителей с применением титранта-окислителя; и редуктометрии − методы определения окислителей с применением титранта-восстановителя.

2) по природе реагента, взаимодействующего с определяемым веществом выделяют следующие методы: броматометрия (КВrO₃), бромометрия (раствор Вr₂), дихроматометрия (К₂Сr₂О₇), иодатометрия (КIO₃), uодиметрия (раствор I₂), иодометрия (KI, Na₂S₂O₃), нитритометрия (NaNO₂), перманганатометрия (КМnO₄), хлориодиметрия (IC1), цериметрия Ce(SO₄)₂, аскорбинометрия (аскорбиновая кислота) и др.

Реакции, применяемые в методах ОВ титрования, должны отвечать ряду требований, важнейшими из которых являются следующие.

1. Реакция должна протекать быстро и практически до конца.

2. Реакция должна протекать стехиометрически,побочные процессы должны быть исключены.

3. Конечная точка титрования должна определяться точно и однозначно.

В ОВ титровании применяют прямое, обратное и заместительное титрование.

В титриметрических методах ОВ титрования КТТ определяют индикаторным методом. При этом роль индикатора может играть либо сам реагент, участвующий в ОВРлибо специально вводимый индикатор.

Редокс-индикатором называют вещество, которое при определенном потенциале раствора окисляется или восстанавливается с изменением окраски в т.э. или вблизи ее. Окислительно-восстановительные индикаторы бывают обратимыми и необратимыми.Обратимые индикаторы меняют окраску обратимо при по­тенциале раствора в ТЭ и при этом не разрушаются. Необратимые индикаторы изменяют окраску при достижении определенного значения потенциала в ТЭ или вблизи ее и при этом необратимо разрушаются.

Окисленная и восстановлен формы обратимых редокс-индикаторов имеют различную окраску. Изменение цвета индикатора происходит при определенном значении потенциала раствора. Полуреакцию, соответствующую изменению окраски редокс-индикатора, можно представить в виде

где Ind_ox и Ind_red − соответственно окисленная и восстановленная формы индикатора.

ОВ потенциал Е редокс-пары Ind_0X|Ind_red описывается уравнением Нернста, которое для комнатной температуры можно представить в виде:

(1.1)

Интервал перехода окра­ски редокс-индикатора приближенно равен:

(1.2)

Наиболее резкое изменение окраски наблюдается при равенстве концентраций обеих форм, т.е. при значении потенциала раствора, равного

(1.3)

Известно большое число обратимых редокс-индикаторов (табл. 1).

Одним из первых предложенных обратимых редокс-индикаторов яв­ляется дифениламин С₆Н₅−NH−С₆Н₅. Полагают, что в присутствии окислителей дифениламин претерпевает в растворе превращения в соот­ветствии с полуреакцией:

 

2С₆Н₅−NH−С₆Н₅ → С₆Н₅−NH−C₆H₄−C₆H₄−NH−С₆Н₅ + 2Н⁺ + 2е
дифениламин бесцветный дифенилбензидин бесцветный

 

Эта стадия необратима. Образовавшийся бесцветный дифенилбензи­дин затем обратимо окисляется по схеме:

дифенилдифенохинондиимин фиолетовый

с образованием окисленной окрашенной фиолетовой формы индикатора. Интервал перехода окраски индикатора изменяется в пределах Е = 0,76 ± 0,0295 В.

К недостаткам дифениламина как редокс-индикатора относится его малая растворимость в воде (обычно готовят его 1%-ный раствор в кон­центрированной серной кислоте).

В качестве обратимых редокс-индикаторов применяют также N-фенилантраниловую кислоту, ферроин и др.

Необратимые ОВ индикаторы. К индикаторам этой группы отно­сятся метиловый оранжевый, метиловый красный, нейтральный красный. При потенциале раствора, равном потенциалу в ТЭ, они необратимо окисляются, вследствие чего исчезает присущая им окраска раствора.

Кривая ОВ титрования − это графическое представление изменения потенциала раствора в зависимости от объема прибавленного титранта. Обычно кривые ОВ титрования строят в координатах Е − V(Т). Следовательно, изменение потенциала раствора отражает изменение концентраций реагентов. Наибольшее изменение потенциала раствора наблюдается в ТЭ и вблизи ее, так как в этой облас­ти происходит самое большое изменение отношения концентраций окис­ленной и восстановленной форм редокс-пар. Поэтому в этой об­ласти и обнаруживается скачок на кривой ОВ титрования. Cкачок на кривой ОВ титрования зависит от: кон­центраций окисленной и восстановленной форм редокс-пар, рН среды, температуры, присутствия посторонних веществ, ионной силы раствора.

4. Иллюстративный материал:

 

Табл.1. Некоторые окислительно-восстановительные индикаторы.

5. Литература:

Основная: 1, 2, 3, 4, 5.

Дополнительная: 7, 8.

6. Контрольные вопросы:

· Окислительно-восстановительное титрование. Классификация методов.

· Индикаторы метода окислительно-восстановительного титрования.

· Кривые окислительно-восстановительного титрования.

---

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!