5. Стандартные растворы в йодометрии. Приготовление, стандартизация.

Приготовление раствора йода

Стандартные растворы йода можно приготовить непосредственно исходя из точной навески химически чистого кристаллического йода (первичный стандарт). Йод медленно растворяется в растворе йодида калия, особенно при низких концентрациях йодида. Поэтому нужно полностью растворить навеску кристаллического йода в небольшом объеме концентрированного раствора йодида калия, а затем разбавить его до нужного объема.

Перед добавлением воды взятый йод должен перейти в раствор. Однако, поскольку кристаллический йод имеет значительное давление паров (0,31 мм рт. ст. при 20 °С), необходимо предпринять специальные меры, усложняющие подготовку раствора. Поэтому, как правило, готовят раствор йода приблизительно желаемой концентрации (вторичный стандарт), а затем стандартизируют его с помощью подходящего первичного стандарта. Чаще всего растворы йода стандартизируют с помощью тиосульфата натрия или тартрата калия. Титрование йода тиосульфатом натрия Na2S2O3 . 5H2O происходит по уравнению реакции:

Устойчивость растворов йода невысока, что объясняется несколькими причинами. Первая из них – летучесть растворенного вещества, йод медленно действует на резиновые или корковые пробки и на другие органические вещества, поэтому нужно избегать контакта его растворов с этими материалами, а также с органической пылью и дымом, еще одной причиной изменения концентрации растворов йода является окисление йодид-ионов атмосферным кислородом.

Приготовление раствора тиосульфата натрия

Рабочие растворы тиосульфата натрия готовят с приблизительной концентрацией из кристаллического Na2S2O3 · 5H2O, который при хранении постепенно теряет часть кристаллизационной воды, с последующей установкой точной концентрации.

В качестве первичного стандарта для растворов Na2S2O3 могут быть окислители КВrО3, КIO3, выделяющие при взаимодействии с избытком иодид-ионов эквивалентное количество иода, который титруют стандартизируемым раствором тиосульфата. Чаще используют бихромат калия К2Сr2О7; он негигроскопичен и не содержит кристаллизационной воды; растворы его устойчивы при продолжительном хранении. Тиосульфат с сильными окислителями реагирует нестехиометрично, поэтому проводить титрование непосредственно дихроматом калия нельзя. В этом случае применяют метод замещения, т.е. сначала проводят реакцию дихромата калия с иодидом калия.

Выделившийся в эквивалентном дихромату количестве иод, затем оттитровывают раствором тиосульфата натрия:

Для приготовления растворов тиосульфата следует применять воду, не содержащую примесей тяжелых металлов (медь, железо и др.), во избежание каталитического окисления тиосульфата кислородом воздуха:

6. Применение йодометрии в фармацевтическом анализе – определение кислоты аскорбиновой, метамизола натрия и кофеина. Достоинства и недостатки йодометрии.

Для определения аскорбиновой кислоты используют прямое титрование в кислой среде. При этом происходит окисление аскорбиновой кислоты до дегидроаскорбиновой кислоты.

Конечную точку титрования можно регистрировать как по появлению светло-желтой окраски от избыточной капли раствора иода, так и по появлению синей окраски в присутствии индикатора крахмала.

Количественное определение метамизола натрия основано на его окислении йодом в слабокислой водно-спиртовой среде согласно схеме

Конечную точку титрования устанавливают по появлению желтой окраски при добавлении избыточной капли титранта.

Кофеин и некоторые другие алкалоиды, а также органические вещества катионного характера при взаимодействии с I2 в присутствии иодид-ионов образуют малорастворимые полииодиды. Определение проводят в кислой среде (чаще всего в НСl или H2SO4).

Достоинства йодометрии.

1. Важным преимуществом иодометрии является точность определения, связанная с высокой чувствительностью индикатора.

2. Иодометрическое титрование можно также проводить без индикатора, поскольку уже 5×10-5 мольэкв/л иода вызывает желтое окрашивание раствора, появление которого можно считать конечной точкой титрования.

3. К достоинствам иодометрии следует отнести и возможность титрования широкого круга соединений в неводных средах за счет хорошей растворимости иода в органических растворителях.

Недостатки йодометрии.

1. летучесть иода может приводить к погрешностям определения.

2. необходимость проведения титрования в слабокислых средах вследствие окисления иодид-ионов в кислых растворах кислородом воздуха;

3. нельзя проводить титрование в щелочных средах, поскольку происходит окисление иода до гипоиодид-ионов;

4. многие реакции с участием иода или иодид-ионов обратимы и до конца не проходят, поэтому в этих случаях необходимо создавать специальные условия;

5. адсорбция элементарного иода осадками, которые образуются в результате реакции;

6. изменение концентрации стандартных растворов в процессе хранения и использования, что требует дополнительной периодической стандартизации растворов титрантов;

7. строгое соблюдение последовательности сливания реагентов.