碘量法讲稿1024

1 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 碘量法讲义碘量法讲义 同学们 今天我们要学习的内容是氧化还原滴定中的碘量法 大家都知道 每天吃的食盐中就加入了碘 叫做碘盐 是为了防治 碘缺乏病 俗称大脖子病 另外我们去医院打针的时候 医生经常 用碘酒消毒 今天呢 我们将学习碘的另一种用途 应用碘量法测 定化学原料药及药用辅料的含量 那么 什么是碘量法呢 让我们 先来了解一下碘有哪些性质 碘单质可以升华 具有挥发性和腐蚀 性 碘单质具有氧化性 它是一种不太强的氧化剂 能与较强的还 原剂发生还原反应 同时 I 还具有还原性 它又是一种不太弱的还 原剂 能与许多氧化剂发生氧化反应 因此 碘量法就是利用碘的 氧化性和 I 的还原性进行氧化还原滴定的方法 该方法既可测定还 原剂 又可测定氧化剂 这是碘的半电池反应 单质碘得到 2 个电子后被还原 它的电 极电位为 0 5345V 但是单质碘在水中的溶解性非常小 又易挥发 通常将 I2溶解于 KI 溶液中 使 I2以络离子 I3 形式存在 从而增大 溶解度 相应的半电池反应为 I3 络离子得到 2 个电子被还原为 3 个 I 电极电位为 0 5355V 二者电极电位很接近 为了简单并突出 化学计量关系 仍通常使用第一式 根据教学大纲要求 同学们必须掌握碘量法的基本原理 重要 的滴定反应 溶液的配置与标定及误差的产生来源及预防 现在我 们将从以下六个方面来学习碘量法的相关内容 首先 我们来学习直接碘量法 凡电位低于碘的标准电极电位 2 的还原性物质 可用 I2直接滴定 这种滴定方法称为直接碘量法 例如硫化物 亚硫酸盐 安乃近 乙酰半胱氨酸 维生素 C 等都可 通过直接碘量法测定 直接碘量法只能在酸性 中性或弱碱性溶液 中进行 如果溶液的 pH 9 就会发生副反应 在强酸性介质中 I 发生氧化导致终点拖后 同时淀粉可水解成糊精导致终点不敏锐 在强碱性介质中 I2发生歧化反应 凡是电位高于碘的标准电极电位的氧化性物质 我们可以采用 间接碘量法进行测定 间接碘量法又分为置换碘量法和剩余碘量法 把过量 KI 加入待测液 I 被氧化成 I2 再用 Na2S2O3标准溶液 滴定生成的 I2 这种滴定方法称为置换碘量法 例如高锰酸钾 重 铬酸钾 碘酸钾 双氧水 葡萄糖酸锑钠 漂白粉等均可通过置换 碘量法进行测定 加入定量过量的 I2标准溶液 与某些还原性物质发生反应 待 反应完全后 用 Na2S2O3标准溶液滴定剩余的 I2 这种滴定方法称 为剩余碘量法 例如甘汞 甲醛 焦亚硫酸钠 蛋氨酸等均可通过 剩余碘量法进行测定 间接碘量法化学反应要求在中性或弱酸性溶液中进行 在碱性 溶液中会有副反应发生 这是因为在碱性介质中 Na2S2O3被氧化 成硫酸钠 在强酸性介质中 Na2S2O3被酸分解 生成单质硫的沉 淀和 SO2 在用碘量法进行测定的过程中 由于碘易挥发 而 I 则易被氧 3 化 不可避免的会产生误差 如果不对测定过程进行控制 由此产 生的误差将会影响实验结果 针对碘易挥发和 I 易被氧化的特性 预防的方法主要就是防止碘挥发和 I 被氧化 防止碘挥发的方法主 要有 1 加入过量 KI 形成 I3 络离子 既减少了 I2的挥发 又增加了 碘在水中的溶解度 2 应在室温下进行滴定 温度过高将加快碘的 挥发 3 在碘量瓶中进行滴定 快滴慢摇 接近终点再减慢滴定速 度 溶液酸度越高 或者有某些催化剂存在时 空气氧化 I 的速度 会急剧增加 直射阳光也可以加速 I 的氧化 防止 I 被氧化的方法主 要有 1 控制溶液酸度 2 除去 CU2 NO3 等对 I 氧化有催化作用 的催化剂 3 滴定前不可久置 应避光放置 采用间接碘量法进行测定时 我们需要知道硫代硫酸钠标准溶 液的准确浓度 那么 硫代硫酸钠标准溶液是如何配制的呢 硫代 硫酸钠标准溶液的配制只能用间接法配制 因为硫代硫酸钠溶液不 稳定 水中的 CO2可使硫代硫酸钠分解 生成的 HSO3 虽然也有还 原性 但它与 I2反应的化学计量关系与 S2O32 不同 水中的空气也 可氧化硫代硫酸钠 水中存在的嗜硫细菌也可分解硫代硫酸钠 因 此硫代硫酸钠的配制必须注意 1 用刚煮沸放冷的蒸馏水 以驱除 水中残留的 CO2和 O2 2 加入少许 Na2CO3使溶液呈弱碱性 pH 9 10 起到抑制细菌生长和防止 Na2S2O3分解的作用 3 配好的溶液应储存于棕色瓶内 暗处放置至少一周 待其浓度稳定 后再进行标定 若发现标准溶液变浑浊 应滤除 S 后再标定或重新 配制 4 溶液配制完成后 怎么对溶液进行标定呢 Na2S2O3溶液的标定 可采用比较法 用已知浓度的 I2标准溶液进行标定 也可用基准试 剂 常用 K2Cr2O7 KIO3 KBrO3 K3 Fe CN 6等 采用置换碘 量法进行标定 该方法以 K2Cr2O7最常用 K2Cr2O7先将 I 氧化成 I2 然后生成的 I2再与配制好的 Na2S2O3溶液反应 根据消耗的 Na2S2O3溶液的体积及 K2Cr2O7的称样量计算配制好的 Na2S2O3溶 液的浓度 采用直接碘量法进行测定时 我们需要知道碘标准溶液的准确 浓度 碘标准溶液如何配制和标定呢 I2具有挥发性和腐蚀性 配 制时应注意 1 加入过量 KI 形成 I3 络离子 既减少了 I2的挥发 又 增加了碘在水中的溶解度 2 加入少量盐酸 消除碘中微量碘酸盐 等杂质的影响 3 过滤后再标定 4 配好的碘液应储存于棕色瓶 中 密闭阴凉处存放 标定 I2标准溶液可用 As2O3基准物质标定法 和 NaS2O3标准溶液比较法 As2O3难溶于水 可先溶于 NaOH 溶液 生成亚砷酸钠 然后用酸中和过量的碱 通常利用加入 NaHCO3使 滴定溶液 pH 保持在 8 左右 碘量法中通常用淀粉作为指示剂 淀粉溶液遇 I2显深蓝色 反 应可逆且非常灵敏 使用淀粉指示剂时应注意 1 应在室温下使用 高温会使淀粉指示剂的灵敏度降低 2 应使用直链淀粉 支链淀粉 只能较松动地吸附 I2 形成红紫色产物 不能用作指示碘量法的终 点 3 应在弱酸性溶液中使用 此时 I2和淀粉的反应最灵敏 4 淀粉溶液容易腐败变质 应临用新配 5 直接碘量法 酸度不高时 5 应于滴定前加入 间接碘量法必须在临近终点前加入 因为当溶液 中存在大量 I2时 I2被淀粉表面牢固吸附 不易与 Na2S2O3立即作 用 导致终点迟钝 下面我们以具体的实例来巩固直接碘量法和间接碘量法的学习 例如测维生素 C 的含量 由于维生素 C 分子中的稀二醇基具有还原 性 能被 I2定量地氧化成二酮基 根据消耗的碘标准溶液的体积计 算维生素 C 的含量 因此可以采用直接碘量法测定维生素 C 的含量 葡萄糖的醛基具有还原性 因此 在测定葡萄糖的含量时 可 采用剩余碘量法 先将一定量的葡萄糖加入定量过量的碘标准溶液 中 剩余未反应的碘再用 Na2S2O3标准溶液滴定 可同时做空白滴 定 既减少误差 又可从空白滴定与回滴的差数求出葡萄糖的百分 含量 KIO3作为医药上防治地方甲状腺肿病的加碘剂或药剂 具有还 原性 在酸性条件下可与 KI 反应定量生成单质碘 因此 我们可以 采用置换碘量法来测定 KIO3的含量 测定时把过量 KI 加到含 KIO3 的溶液中 待反应完全 用 Na2S2O3标准