碘量法也是常用的氧化还原滴定方法之一。它是以滴定方法,其半反应式为:
?
为
的氧化性和的还原性为基础的
在水中的溶解度很小(溶液中,使
以?
),为增大其溶解度,通常将溶解在
配离子形式存在,其半反应式为:
由于两者标准电位相差很小,为了简便,习惯上仍以前者表示。 是较弱的氧化剂,只能与较强的还原剂作用;而用而被氧化为
。因此,可利用
是中强还原剂,能与许多氧化剂作
的还原
的氧化性直接测定较强的还原剂,也可以利用
性被氧化剂氧化析出碘,再用硫代硫酸钠溶液的体积,可间接地计算出氧化性物质的含量。因此,碘量法又分为直接碘量法和间接碘量法。
(1) 直接碘量法(又称碘滴定法)
电位比强的还原剂,如
低的还原性物质,可以直接用、
、
、
、
的标准溶液滴定的并不多,只限于较
等等。
直接碘量法只能在酸性、中性或弱碱性溶液中进行。如果pH>9就会发生下列反应:
当用直接碘量法测定硫代硫酸钠含量时,需在中性或弱酸性溶液中进行。因为在强碱性溶液中除
生成
外;
和
将会发生下述副反应:
溶液会发生分解:
和
反应才如下:
如果在强酸性溶液中,
只有在中性或弱酸性溶液中
根据碘滴定液消耗的体积即可计算出硫代硫酸钠的含量。 (2)间接碘量法(又称滴定碘法)
电位比碘,然后用
高的氧化性物质,可在一定的条件下,用碘离子来还原,产生定量的标准溶液来滴定析出的
的反应如下:
,这种方法,叫间接碘量法或称为滴定碘法。
例如用间接碘量法测定
根据硫代硫酸钠标准溶液的浓度和消耗的体积,可计算出物质的含量。
2.反应条件和滴定条件
间接碘量法的反应条件和滴定条件非常重要,滴定时必须掌握,具体如下:
(1)溶液pH值的影响
与
之间的反应必须在中性或弱酸性溶液中进行。因为在碱性溶液中,
与
将会发生下述副反应:
而且,
在碱性溶液中还会发生岐化反应:
溶液会发生分解:
所氧化:
如果在强酸性溶液中, 同时,
在酸性溶液中也容易被空气中的
(2)过量
与
的作用 形成
,以增大
的溶解度,降低
的挥发性,提高淀粉指示剂的灵敏度。
此外,加入过量的
(3)温度的影响
,可以加快反应的速度和提高反应的完全程度。
碘量法应在室温下进行,因为升高温度会增大在保存
的挥发性,降低淀粉指示剂的灵敏度。
的分解。
溶液时,室温升高会增大细菌的活性,加速
(4)光线的影响 光线照射能加速
被空气氧化,所以滴定应避光;碘离子和氧化剂反应析出碘的过
分钟,使反应完全后,再立即用
程较慢,一般应盖上碘瓶盖,在暗处放置进行滴定(避免
的挥发和
被空气氧化)。
综上所述,间接碘量法误差主要来源是以下措施予以减免:防止
的挥发和被空气中的
倍的的挥发。
氧化。通常采取,增大
的溶解
挥发的方法是①加入比理论量大
度;②室温下进行;③在碘瓶中操作,快滴慢摇,以减少 防止
被空气氧化的方法①降低酸度;②防止阳光直射;③滴定前的反应完全后立
与空气的接触。
即滴定,快滴慢摇,以减少
3.标准溶液 (1)
碘标准溶液的配制
碘是以升华法制得的具有光泽的片状结晶,易挥发,有腐蚀性,不宜在分析天平上称量,故通常仍用间接法配制。碘在水中的溶解度很小,又容易挥发,所以通常将它溶解在浓的
溶液里,使
与
形成
络合物,溶解度大大提高,挥发性大为降低,而电位却
无显著变化。为了防止碘标定时在碱性溶液中发生自身氧化还原反应、中和硫代硫酸钠液中作稳定剂的碳酸钠和去掉碘中微量
杂质,配制碘液时应加入少量盐酸。另外,为了防
止少量未溶解的碘影响浓度,配制后还需用垂熔玻璃滤器滤过后再标定。 碘液有腐蚀性,应避免与橡皮塞、软木塞等有机物接触;见光、受热时应置玻璃塞的棕色玻瓶中,密闭,在暗凉处保存。
(2)
碘标准溶液的标定
易氧化,故
标定碘溶液的浓度,可由准确浓度的硫代硫酸钠标准溶液用比较法测得,也可用基准物质进行标定。 碘溶液浓度的标定,常用升华法精制的三氧化二砷(俗称砒霜,剧毒!)作为基准物质。三氧化二砷难溶于水,可加氢氧化钠溶液使生成亚砷酸钠而溶解。
然后用盐酸中和过量的碱,并加入其反应式如下:
(3)
硫代硫酸钠标准溶液的配制
使溶液呈弱碱性(
),再用碘液滴定,
为无色晶体,一般均含有少量、、等杂质。因
此,不能用直接法配制。硫代硫酸钠液不稳定,容易分解,其原因是:
①嗜硫细菌的作用
?
这是硫代硫酸钠分解的主要原因。
②溶解在水中
的作用
?
③与空气中的氧作用
由于以上原因,配制时应用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解硫代硫酸钠,以除去水中的O2、CO2和杀死嗜硫细菌;加入少量碳酸钠,使溶液呈碱性,既可抑制嗜硫细菌生长,又可防止硫代硫酸钠分解;放置半月后。在实际配制时,为了得到更稳定的溶液,一般放置一个月后再滤除S,标定。
(4)
硫代硫酸钠标准溶液的标定
标定硫代硫酸钠液的基准物质很多,如重铬酸钾、碘酸钾、溴酸钾、亚铁氰化钾等。常用K2Gr2O7,因其性质稳定,易于精制,在酸性溶液中和碘化钾作用生成定量碘,利用生成的碘和硫代硫酸钠滴定液反应,即可计算出Na2S2O3溶液的浓度。这种标定方法是间接碘量法的应用,其反应式为:
具体标定时应注意如下几个问题:
①控制溶液的酸度和温度 提高溶液的酸度和温度,可加快反应速度,但酸度和温度太高,
容易被空气氧化。一般酸度在
,液温在
以下为宜。
②加入过量KI 加入过量KI可提高K2Gr2O7与KI 反应的速度,但反应速度仍较慢,应将其置于碘瓶中,水封,放置暗处10分钟后,再用待标定的硫代硫酸钠液滴定。
③滴定前需将溶液稀释 这样既可降低溶液酸度,减慢
3+
被空气氧化的速度,又可
使Na2S2O3的分解作用减小;而且稀释后还可降低Gr的浓度,使其绿色(减弱)变浅,便于观察终点。
④正确判断滴定终点 为防止大量碘被淀粉吸附得较牢,使标定结果偏低,应滴定至近终点、溶液呈浅黄绿色时,再加入淀粉指示剂。