Обнаружение конечной точки титрования

Конечную точку титрования в иодометрии обнаруживают по собственной окраске иода, по исчезновению или появлению окраски иодкрахмального комплекса либо инструментальными методами.

Предел обнаружения иода по собственной желто-оранжевой окраске равен приблизительно 5 • 1СГ5 моль/л 1/2 12 (или 7,5 мг иода в 1 л раствора). Конечную точку титрования по собственной окраске иода можно обнаруживать при работе с 0,02 М и более концентрированными растворами. Предел обнаружения иода можно понизить, если к раствору прибавить немного несмешиваю- щегося с водой неполярного растворителя (СС14, СНС13 и т.п.). Титрование в этом случае проводят в сосуде с притертой пробкой. После добавления каждой порции титранта содержимое колбы интенсивно встряхивают. Иод экстрагируется неполярным органическим растворителем и окрашивает его слой в фиолетовый цвет.

Специфическим индикатором, используемым в иодометриче- ском титровании, является крахмал, образующий с иодом соединение синего цвета. Предел обнаружения иода по его реакции с крахмалом в 25-50 раз ниже, чем по собственной окраске.

Как известно, крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов — амилозы (~ 20 %) и амилопектина (~ 80 %). Амилоза — неразветвленный полисахарид. Ее молекула состоит из остатков a-D-глюкопиранозы, соединенных друг с другом ос(1—>4)-гли- козидными связями. Молекула амилозы имеет форму спирали, в которой на каждый виток приходятся 6-8 остатков глюкозы. Амилопектин имеет разветвленную структуру и значительно большую степень полимеризации, чем амилоза. Его молекула состоит из фрагментов амилозы, содержащих около 20-25 остатков глюкозы. Эти фрагменты связаны друг с другом а(1—>6)-гли- козидными связями. Амилоза при кипячении легко образует коллоидные растворы (поэтому ее называют «растворимым крахмалом»). Амилопектин практически не растворяется в воде даже при длительном кипячении.

На практике обычно используют 1%-й раствор крахмала. Для того чтобы получить такой раствор, 1 г растворимого крахмала растирают с 5 мл холодной воды. Образовавшуюся кашицу медленно и при постоянном перемешивании вливают в 100 мл кипящей воды, после чего смесь кипятят в течение 2 мин. Для предотвращения развития микроорганизмов в раствор крахмала можно добавить немного Hgl2. Добавление раствора крахмала к раствору иода должно сопровождаться появлением синей окраски. Появление фиолетовой или буроватой окраски указывает на то, что крахмал гидролизовался и его раствор больше не может быть использован в качестве индикатора.

Появление синей окраски обусловлено взаимодействием иода с амилозой (рис. 15.2). Реакция между этими веществами требует обязательного присутствия иодид-ионов. Полиодиды, образующиеся при взаимодействии 12 и I-, проникают внутрь спирали амилозы, что приводит к появлению синей окраски (А^х = 620 нм). В каналах амилозы иод находится преимущественно в виде [Is]-, однако там могут присутствовать и другие ионы: [17]_, [18]2- и [16]2_. Иод может взаимодействовать и с амилопектином, однако продукт

Взаимодействие иода с амилозой такой реакции окрашен не в синий, а в красный цвет

Рис. 15.2. Взаимодействие иода с амилозой такой реакции окрашен не в синий, а в красный цвет. Окрашенные соединения образуются также при взаимодействии иода с поливиниловым спиртом, циклодекстринами, полиацетиленом и другими веществами, в структуре которых имеются каналы или полости.

Чувствительность реакции иода с крахмалом уменьшается при нагревании раствора и добавлении к нему этанола. По мере нагревания раствора окраска иодкрахмального комплекса становится грязно-зеленой, а затем и вовсе исчезает. При нагревании до 40 °С чувствительность реакции иода с крахмалом уменьшается по сравнению с 15 °С в 5 раз, а при 80 °С — в 50 раз. Если содержание этанола в растворе составляет 50%, то синее окрашивание, обусловленное образованием иодкрахмального комплекса, не появляется. Вследствие гидролиза крахмал нельзя применять для обнаружения иода в сильнокислых растворах (см. § 15.6).

При использовании крахмала в качестве индикатора его следует добавлять к титруемому раствору с таким расчетом, чтобы время контакта крахмала с иодом было минимальным, поскольку длительный их контакт может привести к нежелательным последствиям: окислению крахмала иодом, коагуляции крахмала в присутствии иода или выпадению осадка иодкрахмального комплекса. Поэтому если в титруемом растворе содержится иод (определение избытка иода при обратном титровании или титрование иода, образовавшегося при окислении KI), то крахмал следует добавлять незадолго до достижения конечной точки титрования, когда окраска раствора станет бледно-желтой («соломенно-желтой»). Титрование в данном случае заканчивают при исчезновении синей окраски иодкрахмального комплекса. В случае прямого титрования раствором иода крахмал добавляют в начале титрования. О наступлении конечной точки титрования свидетельствует появление синей окраски соединения крахмала с иодом.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >