Jodometria

Iodometrie on menetelmä kemiallisen analyysin , jota käytetään kvantitatiiviseksi määrittämiseksi eri aineita. Se kuuluu titrimetriseen analyysimenetelmään ja perustuu jodidi -ionien (I ^- ) muuttamiseen jodiksi (I ₂ ) tai päinvastoin, ts. Seuraavaan tasapainoreaktioon :

${\ displaystyle \ mathrm {2I ^ {-} \ rightleftharpoon I_ {2} + 2e ^ {-}}}$

Jodometriaa voidaan käyttää sekä I ^- hapettavien että I _{2 -} pelkistävien analyyttien kvantitatiiviseen määrittämiseen. Jodometria on erotettava selvästi jodiatomometriasta , jälkimmäinen käyttäen jodaatti -ionien redoksia.

Pelkistävien analyyttien määrittäminen ja jodistandardiliuoksen valmistus

Vähentävän vaikutuksen analyyttejä voin ₂ vähentää jodidi-ioneja. Mitä suurempi analyytin määrä näytteessä on, sitä enemmän jodia voidaan vähentää. Tällaiset analyytit voidaan määrittää joko suoralla titrauksella tai jälkititrauksella.

Suora titraus

Suoralla titrauksella näyte titrataan suoraan jodistandardiliuoksella. Analyytin määrä voidaan laskea takaisin käyttämällä stökiometrisiä lakeja standardijodiliuoksen tilavuuskulutuksesta ekvivalenssipisteeseen. Suoraa titrausta suositellaan, jos analyytti reagoi täysin ja nopeasti jodin kanssa. Tämä mahdollistaa vastaavuuspisteen tarkan tunnistamisen.

Määritys taaksepäin titraamalla

Pelkistävien analyyttien määritys voidaan suorittaa myös jälkititrauksella . Tätä tarkoitusta varten näytteeseen lisätään määritelty ylimäärä (eli tunnettu pitoisuus ja tunnettu tilavuus) jodistandardiliuosta. Sen jälkeen kun se on jätetty seisomaan lyhyeksi ajaksi, reagoimaton jodin jäännösmäärä voidaan sitten määrittää titraamalla natriumtiosulfaattiliuoksella . Tällainen vastatitraus on hyödyllinen, jos analyytti reagoi vain hitaasti jodin kanssa eikä sitä siksi voida titrata suoraan sen kanssa.
Esimerkki tästä on elohopea (I) kloridin määrittäminen , joka reagoi jodi / jodidiliuoksen kanssa muodostaen kompleksisen yhdisteen :

${\ displaystyle \ mathrm {Hg_ {2} Cl_ {2} +I_ {2} +6 \ I ^ {-} \ longrightarrow 2 \ [HgI_ {4}] ^ {2-} \ +2 \ Cl ^ {- }}}$

Elohopea (II) suolat voidaan määrittää samalla tavalla .

Standardiliuoksen valmistaminen ja tiitterin määrittäminen

Itse jodi liukenee vain heikosti veteen. Siksi standardiliuosta valmistettaessa jodi lisätään kaliumjodidiliuokseen . Tässä suolaliuoksessa jodi liukenee paljon paremmin muodostaen trijodidi -ioneja:

${\ displaystyle \ mathrm {I_ {2} + I ^ {-} \ rightleftharpoon I_ {3} ^ {-}}}$

Koska jodin tarkka punnitseminen on vaikeaa korkean höyrynpaineen ja punnitusastian haihtuvan luonteen vuoksi, jodin standardiliuos valmistetaan usein myös käyttämällä kaliumjodaattia ja kaliumjodidia. Tätä tarkoitusta varten, tarkka tarvittava massa helposti weighable kaliumjodidia lisätään liuokseen, jossa on ylimäärä kaliumjodidia. Happamoitumisen jälkeen haluttu jodipitoisuus muodostuu sopivuusjakautumisreaktiossa . Tavallinen jodiliuos on epävakaa, ja jodin hajoaminen johtuu erityisesti valolle altistumisesta. Suojatakseen paremmin valonsäteilyltä liuos on parasta säilyttää keltaisissa lasisäiliöissä. Todellinen jodipitoisuus standardiliuoksessa on tarkistettava säännöllisin väliajoin. Tätä tarkoitusta varten, tarkasti punnittu massa arseenia (III) oksidi liuosta voidaan käyttää emäksenä aine , joka on kvantitatiivisesti kanssa jodin arsenaatit tai arseenihappo. Arseeniyhdisteiden myrkyllisyyden vuoksi todellinen pitoisuus voidaan vaihtoehtoisesti määrittää käyttämällä natriumtiosulfaattipentahydraattia kiinteänä aineena tai tunnetun pitoisuuden natriumtiosulfaattiliuoksella.

Hapettavien analyyttien määrittäminen

Analyytit, joilla on hapettava vaikutus, hapetavat jodidi -ionit jodiksi, jolloin tuloksena oleva jodimäärä on analyytin määrän mitta. Näytteeseen lisätään ylimäärä jodidi -ioneja, jotta voidaan sulkea pois vastaava puute, joka rajoittaisi jodin muodostumista. Näissä olosuhteissa analyytti voi reagoida täysin jodidi -ionien kanssa; jälkimmäistä jäljellä oleva määrä jää näyte- seokseen. Mitä suurempi analyytin määrä, sitä suurempi tuotetun jodin määrä. Analyytin määrän tarkka suhde tuotetun jodin määrään vaihtelee analyytin mukaan ja voidaan lukea reaktioyhtälön kertoimien suhteesta. Esimerkki Cu ²⁺ : n jodometrisestä määrittämisestä :

${\ displaystyle \ mathrm {2Cu ^ {2 +} + 4 \ I ^ {-} \ longrightarrow 2 \ CuI + \ I_ {2}}}$

I _{2: n} aineen määrä on täsmälleen puolet analyytin aineen määrästä (Cu ²⁺ ). Kemiallisen reaktion aikana tuotetun jodin määrä määritetään kvantitatiivisesti titraamalla. Tätä tarkoitusta varten näyte, joka sisältää nyt jodia, titrataan heikosti happamalla pH -alueella (emäksisellä alueella tiosulfaatti hapetetaan sulfaatiksi) natriumtiosulfaatin standardiliuoksella (Na ₂ S ₂ O ₃ ). Jodi muutetaan takaisin jodidi -ioneiksi:

${\ displaystyle \ mathrm {I_ {2} +2 \ S_ {2} O_ {3} ^ {2-} \ longrightarrow 2 \ I ^ {-} + \ S_ {4} O_ {6} ^ {2-} }}$

Vastaavuuspisteessä tämä reaktio on juuri päättynyt, ja standardiliuoksen tilavuuden kulutuksesta tähän pisteeseen asti voidaan tehdä johtopäätöksiä läsnä olevan jodin määrästä. Mitä suurempi standardiliuoksen kulutus, sitä suurempi jodimäärä ja lopulta suurempi analyytin aineen määrä. Koska analyyttiä ei titrata suoraan, jodometria hapettavien analyyttien määrittämiseksi on epäsuora titraus.

Ilmoitus vastaavuuspisteestä

Riippuen siitä, minkä tyyppinen analyytti määritetään, jodia tuotetaan vastaavuuspisteessä tai viimeinen jäljellä oleva jodi muunnetaan kemiallisesti. Vaikka liuennut jodi on väriltään hieman keltainen, luontainen väri on liian heikko päätetapahtuman tunnistamiseksi (keltaisen värin muodostuminen / katoaminen). Sen sijaan näytteeseen lisätään muutama tippa tärkkelysliuosta juuri ennen vastaavuuspisteen saavuttamista. Jodi-tärkkelyskompleksin voimakas sininen väri mahdollistaa nyt vastaavuuspisteen tarkan tunnistamisen.

Jodometrian merkitys

Jodometria on universaali menetelmä, koska suurella määrällä analyyttejä on pelkistäviä tai hapettavia ominaisuuksia. Tässä on kuitenkin myös menetelmän suurin ongelma. Määritykseen vaikuttavat usein muut näytteessä olevat aineet, joilla voi myös olla pelkistäviä tai hapettavia ominaisuuksia jodi- tai jodidi -ioneihin. Esimerkki tärkeästä soveltamisalasta on jodiluvun määrittäminen . Tätä voidaan käyttää mittaamaan kaksoissidosten lukumäärä pitkäketjuisessa alkeenissa tai tyydyttymättömässä rasvahapossa .

Yksilöllisiä todisteita

1. ^ Brockhaus ABC Chemie , VEB FA Brockhaus Verlag Leipzig 1965, s. 605-606.
2. ↑ Jander / Jahr / Knoll: Maßanalyse, Göschen Collection, Volume 221, Walter de Gruyter Berlin 1966, s.117.
3. ↑ Otto-Albrecht Neumüller (toim.): Römpps Chemie-Lexikon. Osa 3: H-L. 8. tarkistettu ja laajennettu painos. Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart 1983, ISBN 3-440-04513-7 , s.1916-1917 .

kirjallisuus

• G. Schwedt: Analyyttinen kemia . 2. painos. Wiley-VCH, 2008, ISBN 978-3-527-31206-1 .