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碘量法是一種氧化還原滴定法,以碘作為氧化劑,或以碘化物(如碘化鉀)作為還原劑進行滴定的方法,用於測定物質含量。極微量的碘與多羥基化合物澱粉相遇,也能立即形成深藍色的配合物,這一性質在碘量法中得到應用。
碘量法分為直接碘量法和間接碘量法,其中間接碘量法有分為剩餘碘量法和置換碘量法。 [1]
碘量法可用於測定水中游離氯、總氯、溶解氧,氣體中硫化氫,食品中維C、葡萄糖等物質的含量。因此碘量法是環境、食品、醫藥、冶金、化工等領域最為常用的監測方法之一。[2]
中文名:碘量法
外文名:iodometric method;iodometry
所屬於:氧化還原滴定法
舉 例:Sn2+,H2S、維C、溶解氧等
補 充:碘可做為氧化劑而被中強的還原劑
發現者:H·dela比拉迪埃
發現
1826年H·dela比拉迪埃用含有澱粉(指示劑)、氯化鈉和碳酸氫鈉的碘化物溶液為滴定劑,滴定次氯酸鈉溶液(漂白液),1840年有人以澱粉為指示劑,用碘的乙醇溶液為滴定劑,滴定硫化物溶液以後,碘量法應用日益廣泛。
定義
碘量法是氧化還原滴定法中,應用比較廣泛的一種方法。這是因為對I2-I-的標準電位既不高,也不低,碘可做為氧化劑而被中強的還原劑(如Sn2+,H2S)等所還原;碘離子也可做為還原劑而被中強的或強的氧化劑(如H2SO4,IO3-,Cr2O72-,MnO4-等)所氧化。
碘量法以碘作為氧化劑,或以碘化物(如碘化鉀)作為還原劑進行滴定的方法。
方法概要
原理:碘量法是利用的I2氧化性和 I-的還原性為基礎的一種氧化還原方法。
基本半反應:I2 + 2e = 2 I-
I2 的 S 小:20 ℃為 1.33×10-3 mol/L
而I2 (水合) + I-=I3- (配位離子) K = 710
過量I-存在時半反應。
極微量的碘與多羥基化合物澱粉相遇,也能立即形成深藍色的配合物,碘的這一性質是使碘量法得到應用。
滴定原理
直接碘量法
直接碘量法是用碘滴定液直接滴定還原性物質的方法。在滴定過程中,I2被還原為I:
滴定條件:弱酸(HAc ,pH =5 )弱鹼(Na2CO3,pH =8)溶液中進行;如果溶液pH>9,可發生副反應使測定結果不準確。
強酸中: 4I-+ O2(空氣中) + 4H+= 2I2+ H2O
強鹼中: 3I2+ 6OH-=IO3-+ 5I-+ 3H2O
指示劑:1)澱粉,澱粉遇碘顯藍色,反應極為靈敏。化學計量點稍後,溶液中有過量的碘,碘與澱粉結合顯藍色而指示終點到達。2)碘自身的顏色指示終點,化學計量點後,溶液中稍過量的碘顯黃色而指示終點。
可滴定物:I2 是較弱的氧化劑,凡是E0』( E0 ) < 的物質都可用標準溶液直接滴定:
S2-、S2O32-、SO32-、As2O3、Vc等。
間接碘量法
1)剩餘碘量法
剩餘碘量法是在供試品(還原性物質)溶液中先加入定量、過量的碘滴定液,待I2與測定組分反應完全後,然後用硫代硫酸鈉滴定液滴定剩餘的碘,以求出待測組分含量的方法。滴定反應為:
I2(定量過量)+ 還原性物質→2I + I2(剩餘)
I2(剩餘)+ 2S2O32-→S4O62-+2I-
2)置換碘量法
置換碘量法是先在供試品(氧化性物質)溶液中加入碘化鉀,供試品將碘化鉀氧化析出定量的碘,碘再用硫代硫酸鈉滴定液滴定,從而可求出待測組分含量。滴定反應為:
氧化性物質 + 2I-→I2
I2+ 2S2O32-→S4O62-+ 2I-
間接碘量法:
指示劑:澱粉,澱粉指示劑應在近終點時加入,因為當溶液中有大量碘存在時,碘易吸附在澱粉表面,影響終點的正確判斷。
滴定條件:在一定條件下,用I-還原氧化性物質,然後用 Na2S2O3標準溶液滴定析出的碘。(此法也可用來測定還原性物質和能與 CrO42- 定量生成沉澱的離子)
間接碘量法的反應條件和滴定條件:
- 酸度的影響—— I2 與Na2S2O3應在中性、弱酸性溶液中進行反應。
若在鹼性溶液中:S2O32-+ 4I2 + 10 OH-= 2SO42-+ 8I- + 5H2O 3I2 + 6OH-=IO3-+ 5I- + 3H2O 若在酸性溶液中:S2O32-+ 2H+= 2SO2 + Sˉ+ H2O 4I- + O2 (空氣中) + 4H+= 2I2 + H2O
- 防止 I2 揮發
i ) 加入過量KI(比理論值大2~3倍)與 I2 生成I3-,減少 I2揮發; ii ) 室溫下進行; iii) 滴定時不要劇烈搖動。
- 防止I- 被氧化
i) 避免光照——日光有催化作用; ii) 析出 I2後不要放置過久(一般暗處5 ~ 7min ); iii) 滴定速度適當快。 可滴定物:I-是中等強度的還原劑。主要用來測定:E0』( E0 ) <的氧化態物質: CrO42-、Cr2O72-、H2O2、 KMnO4、IO3-、Cu2+、NO3-、NO2- 例:Cr2O72-+ 6I-+14H++6e-= 2Cr3++3I2+7H2O I2+ 2 S2O32-= 2 I-+ S4O62-
影響因素
(1)適用 pH 2 ~ 9:澱粉指示劑在弱酸介質中最靈敏,pH>9時,I2易發生歧化反應,生成IO、IO3, 而IO、IO3不與澱粉發生顯色反應,當pH<2時,澱粉易水解成糊精,糊精遇I2顯紅色,該顯色反應可逆性差。
(2)使用直鏈澱粉:直鏈澱粉必須有碘一價負離子的存在,才能遇碘變藍色;支鏈澱粉遇碘顯紫色,且顏色變化不敏銳。
(3)50%乙醇存在時不變色:醇類的存在降低指示劑的靈敏度,在50%以上的乙醇中,澱粉甚至不與碘發生顯色反應。
(4)隨着溫度的升高,澱粉指示劑變色的靈敏度降低。
(5)大量電解質存在的情況下,也會使其靈敏度降低甚至失效。
(6) 澱粉指示劑最好在用前配製,不宜久存,若在澱粉指示劑中加入少量碘化汞或氯化鋅,甘油、甲酰胺等防腐劑,可延長貯存時間。配製時將澱粉混懸液煮至半透明,且加熱時間不宜過長,並應迅速冷卻至室溫。
應用
碘量法測水果蔬菜中維生素C的含量 [4]
碘量法測定水中溶解氧 [5]
碘量法測定消毒劑中二氧化氯 [9] ...... 用碘量法測定物質的量,在環境、醫藥、食品、化工、冶金、石油等領域都有廣泛的應用。
視頻
碘量法測定銅合金中銅的含量
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參考文獻
- ↑ | 醫學教育網,引用日期2017-03-11
- ↑ [碘量法測定水中溶解氧含量測量不確定度的評定[J]. 安衛東,陶良瑛. 化學分析計量. 2003(06)]
- ↑ [曾文超,邵勇,安立超,劉廣東. 碘量法測廢水中硫化物的改進[J]. 理化檢驗(化學分冊),2017,(01):68-72]
- ↑ [庫爾班江,賽麗曼. 碘量法測水果蔬菜中維生素C的含量[J]. 伊犁師範學院學報(自然科學版),2007,(03):28-32.]
- ↑ [梁秀麗,潘忠泉,王愛萍,姚旭霞,劉立君,周彤. 碘量法測定水中溶解氧[J]. 化學分析計量,2008,(02):54-56]
- ↑ [古映瑩,李丹. 碘量法和鈰量法測定過氧化氫的研究[J]. 湖南理工學院學報(自然科學版),2005,(03):55-58.]
- ↑ [楊理勤. 碘量法在黃金生產中的應用[J]. 黃金,2000,(11):47-48.]
- ↑ [李梅,謝彬. 碘量法在啤酒分析中的應用[J]. 啤酒科技,2004,(12):32+34.]
- ↑ [方赤光,王岙,黃新宇,張冠英,楊明遠,姜楠. 五步碘量法測定消毒劑中二氧化氯的方法改進[J]. 中國消毒學雜誌,2007,(06):507-509.]