2. Йодометрія.

Йодометрія належить до найбільш використовуємого і точного титриметричного методу аналіза. В її основі лежать окисно-відновні процеси, які пов’язані з відновленням І₂ до йодид-іонів (І^-) або окисненням йодид-іонів до І₂.

J₂ + 2е^- = 2J

2J - 2е = J₂

Йод є окисником середньої сили. Тому у водних розчинах сильні відновники легко окислюються, а сильні окисники виділяють вільний йод із розчинів йодидів. У зв’язку з цим методом йодометрії можна кількісно аналізувати як окисники, так і відновники. Умови проведення прямої і зворотньої реакції різні. Пряма реакція проходить в слаболужному середовищі при мінімальній концентрації йодид-іонів. Зворотній реакції більш підходить кисле середовище і висока концентрація йодид-іонів.

Для кількісного визначення вільного йоду у розчині по методу йодометрії використовують взаємодію його з тіосульфатом натрію. Присутність у тіосульфат-іоні S₂O₃^2- сірки, з ступенем окиснення мінус два, визначає його сильні відновлювальні властивості, які приводять у результаті реакції до виникнення дисульфатної групи –S – S - .

Йод взаємодіє з тіосульфатом натрію слідуючим чином:

І₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaІ + Na₂S₄O₆

І₂ + 2S₂O₃^2- = 2І^- + S₄O₆^2-

1 І₂ + 2е = 2І^-

1 2S₂O₃^2- - 2е = S₄O₆^2-

Із рівняння реакції видно, що еквівалентна маса йоду дорівнює молярній масі йоду поділенної на два, а еквівалентна маса тіосульфату дорівнює його молярній масі.

М (І₂)_од. =

М (Na₂S₂O₃  5Н₂О)_од. = М (Na₂S₂O₃  5Н₂О) = 248,12 г/моль.

При йодометричному визначенні сильних окисників в розчин вводять надлишок йодиду калію, після чого виділяється еквівалентна кількість йоду:

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

ClO₃^- + 6I^- + 6H⁺ = 3I₂ + Cl^- + 3H₂O

H₂O₂ + 2I^- + 2H⁺ = I₂ + 2H₂O

2Fe³⁺ + 2I^- = I₂ + 2Fe²⁺

2MnO₄ + 10I^- + 16H⁺ = 5I₂ + 2Mn²⁺ + 8H₂O

Йод, який утворився титрують розчином тіосульфату натрію у присутності індикатору (розчин крохмалю) і визначають масу або кількість окисника. Йодометрично можна визначити також і концентрацію кислот у розчині, наприклад:

6НСІ + 5КІ + КІО₃ = 3І₂ + 6КСІ + 3Н₂О.

Кількість йоду, який виділився у результаті реакції, еквівалентно кількості іонів водню. Тому, відтитрував йод розчином тіосульфату, визначають концентрацію кислоти у розчині.

Косвенний спосіб йодометричного визначення окисників та кислот називають методом заміщення, так як при цьому речовини, не взаємодіють з розчином тіосульфату натрію, заміщають еквівалентною кількістью йоду, який потім визначають.

Існують слідуючі помилки при йодометричному визначенні. Йод і його розчини є леткими, тому, щоб зменшити помилки із-за леткості йоду, усі роботи необхідно, по можливості, виконувати у закритих склянках або колбах і на холоді. При аналізі окисників у розчині утворюють великий надлишок йодиду калію, щоб перевести молекулярний йод, який утворюється при реакції, у розчин і зменшити його леткість, про що вказувалося вище. Другою причиною помилок є окислення йодиду калію киснем повітря:

4I^- + 4H⁺ + О₂ = 2I₂ + 2H₂O

Тому не слід залишати на тривалий час підкислені розчини йодиду калію.

У йодометрії в якості індикатору використовують розчин крохмалю, який утворює з йодом сполуку синього коліру. Крім того, крохмаль адсорбірує багато йоду і дуже повільно десорбірує його у розчин. Тому, щоб не виникло помилки при титруванні йоду тіосульфатом, крохмаль додають почти у самому кінці титруванні, коли вільного йоду у розчині залишається мало і буре забарвлення розчину стає блідно-жовте (солом’яного коліру).