Портал аналитической химии

В данной статье описано приготовление растворов  тиосульфата, крахмала и йода

 

 

Высокая чувствительность иод-крахмальной реакции обусловливает вполне отчетливое посинение 50 мл раствора от одной капли 0,01 н. раствора иода. Исходя из этого, титрованные растворы иода и тиосульфата можно готовить не 0,1 н., а 0,02 и 0,05 н. Как известно, при понижении концентрации титрованных растворов уменьшается капельная ошибка титрования. Кроме того, в данном случае имеет значение и уменьшение расхода таких сравнительно дорогостоящих реактивов, как KI и I2.

Тиосульфат натрия Na2S2O3*5H2O представляет собой кристаллическое вещество. Хотя при надлежащих условиях он может быть получен химически чистым, приготовлять титрованный раствор тиосульфата по точной навеске нельзя, так как тиосульфат не удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к исходным веществам. Он является соединением сравнительно неустойчивым: например, реагирует с угольной кислотой, растворенной в воде:

S2O3^2- + H2O + CO2 —► HCO3^-+ HSO3 + S

 

Вследствие этого нормальность раствора тиосульфата сначала несколько возрастает. Действительно, при взаимодействии с I2 грамм-эквивалент Na2S2O3 равен 1 моль, а грамм-эквивалент NaHSO3 равен 1/2 моль. Следовательно, из 1 грамм-эквивалента Na2S2O3 (по приведенной выше реакции) получается 2 грамм-эквивалента NaHSO3.

Отсюда ясно, что: а) не имеет смысла брать точную навеску Na2S2O3*5H2O; б) к установке титра раствора его следует приступать не сразу, а через 10 дней после приготовления. Впрочем, если применять дистиллированную воду, свежепрокипяченную и охлажденную, и прибавлять для увеличения устойчивости титра 0,1 г №гС03 на 1 л раствора, то устанавливать титр можно через 1 день после приготовления раствора.

Хранить раствор Na2S2O3 нужно в бутылях, защищенных от двуокиси углерода трубкой с натронной известью или аскаритом, как растворы NaOH

 

В дальнейшем титр раствора Na2S2O3 начинает медленно уменьшаться, поэтому его необходимо периодически проверять.

Уменьшение титра происходит вследствие:

 

а) окисления Na2S2O3 кислородом воздуха

б) разложения его микроорганизмами (тиобактериями), являющегося наиболее важной причиной нестойкости растворов тиосульфата. Для предупреждения этого разложения рекомендуют в качестве антисептика прибавлять на 1 л раствора около 10 мг иодида ртути HgI2. Следует также хорошо защищать раствор от света, благоприятствующего размножению в нем тиобактерий.

При приготовлении раствора тиосульфата исходят из величины его грамм-эквивалента, равной 248,2 г, и нормальности раствора (около 0,02) и учитывают все сделанные выше указания.



Раствор иода. Титрованный раствор иода можно приготовить либо исходя из точной навески химически чистого кристаллического иода, либо пользуясь иодом, имеющимся в продаже. В последнем случае титр раствора устанавливают обычно по титрованному раствору тиосульфата.

Рассмотрим оба указанных способа.

Приготовление раствора иода по точной навеске химически чистого иода. Иод обычно содержит примеси хлора, различных соединений иода с другими галогенами, например ICl, IBr, ICl3, а также гигроскопическую воду. Для очистки его пользуются тем, что давление паров твердого иода, равное атмосферному давлению, достигается при температуре более низкой, чем температура плавления иода.

 

Поэтому, если нагревать твердый иод, он, не плавясь, обращается в пар, который конденсируется, образуя кристаллы на более холодных частях сосуда. Этот процесс испарения твердого тела, происходящего без образования жидкой фазы, называется возгонкой или сублимацией.

Для того чтобы путем сублимации очистить иод от примесей, нужно предварительно превратить их в нелетучие вещества. Для этого иод растирают в яшмовой или агатовой ступке * с KI и CaO. Окись кальция поглощает воду, образуя Ca(OH)2, тогда как KI образует с примесями галогенидов свободный иод и нелетучие соли, например:

ICl + KI —> KCl +I2

 

IBr+ KI —> KBr+ I2

Смесь иода с KI и CaO помещают в совершенно сухой стакан, накрывают его круглодонной колбой, наполненной холодной водой, и осторожно нагревают на плитке. Время от времени оседающие на холодной поверхности колбы кристаллы иода переносят стеклянной палочкой на предварительно тарированное часовое стекло и взвешивают на технических весах. Процесс сублимации продолжают до тех пор, пока не будет получено столько иода, сколько необходимо для приготовления раствора его. В данном случае достаточно приготовить 250 мл 0,02 н. раствора иода. Грамм-эквивалент его равен грамм-атому, т. е. 126,9 г, поэтому потребуется навеска иода:

Приступая к приготовлению раствора, нужно помнить, что иод летуч и что пары его отравляют воздух лаборатории и вызывают коррозию металлических частей приборов. Поэтому пересыпание иода, возгонку и другие операции необходимо проводить под тягой. Особенно следует защищать от воздействия паров иода аналитические весы. Вносить иод в весовую комнату, а тем более взвешивать его на аналитических весах в открытых сосудах ни в коем случае не разрешается.

Чтобы растворение произошло достаточно легко и быстро, нужно брать по крайней мере тройное (в сравнении с массой иода) количество KI. Кроме того, при взвешивании нужно учитывать летучесть иода. Поэтому лучше взвешивать иод, предварительно растворив его, так как иод в растворе KI менее летуч вследствие уменьшения давления паров U-

При этом поступают следующим образом. Прежде всего взвешивают в бюксе на технических весах около 2—3 г кристаллического KI и растворяют его в возможно меньшем количестве воды. После того как раствор примет температуру окружающей среды (при растворении KI происходит поглощение тепла), закрыв бюкс крышкой, точно взвешивают его на аналитических весах.

 

После этого в вытяжном шкафу пересыпают с часового стекла в бюкс с раствором необходимое количество (~0,6 г) возогнанного иода и снова, сейчас же закрыв крышку, точно взвешивают бюкс. Разность между результатами обоих взвешиваний дает величину навески иода. Осторожным перемешиванием раствора в закрытом бюксе добиваются полного растворения кристаллов иода *, после чего переливают раствор через воронку в мерную колбу емкостью 250 мл. Тщательно смывают туда же остатки раствора из бюкса и с воронки, разбавляют раствор водой до метки и, закрыв колбу стеклянной пробкой, хорошо перемешивают его.

Приготовление рабочего раствора иод а. Раствор готовят так же, с той только разницей, что взвешивают ~0,6—0,7 г иода на технических весах. Одновременно ~2—3 г KI растворяют в возможно меньшем объеме воды. В полученный раствор вносят навеску иода и после его растворения разбавляют водой до 250 мл. Титр устанавливают по тиосульфату, как описано ниже. Можно установить титр и по As2O3.

Раствор крахмала. Для приготовления раствора крахмала взвешивают 0,5 г так называемого «растворимого крахмала» и тщательно растирают его с несколькими миллилитрами холодной воДы. Полученную пасту вливают в 100 мл кипящей воды, кипятят еще около 2 мин (пока раствор не станет прозрачным) и фильтруют горячим. Вместо фильтрования можно дать крахмалу осесть на дно сосуда и при титровании пользоваться только верхним слоем совершенно отстоявшейся жидкости.

Нужно иметь в виду, что растворы крахмала являются хорошим питательным субстратом для микроорганизмов и потому скоро портятся. Более устойчивый раствор крахмала можно получить, прибавляя к нему (в момент приготовления) несколько миллиграммов HgI2.

С каплей 0,02 н. раствора иода, прибавленной к 50 мл воды, 2—3 мл раствора крахмала должны давать синюю окраску. Если она получается не синей, а фиолетовой или буроватой, это указывает на непригодность крахмала в качестве индикатора.