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碘量法是一种氧化还原滴定法,以碘作为氧化剂,或以碘化物(如碘化钾)作为还原剂进行滴定的方法,用于测定物质含量。极微量的碘与多羟基化合物淀粉相遇,也能立即形成深蓝色的配合物,这一性质在碘量法中得到应用。
碘量法分为直接碘量法和间接碘量法,其中间接碘量法有分为剩余碘量法和置换碘量法。 [1]
碘量法可用于测定水中游离氯、总氯、溶解氧,气体中硫化氢,食品中维C、葡萄糖等物质的含量。因此碘量法是环境、食品、医药、冶金、化工等领域最为常用的监测方法之一。[2]
中文名:碘量法
外文名:iodometric method;iodometry
所属于:氧化还原滴定法
举 例:Sn2+,H2S、维C、溶解氧等
补 充:碘可做为氧化剂而被中强的还原剂
发现者:H·dela比拉迪埃
发现
1826年H·dela比拉迪埃用含有淀粉(指示剂)、氯化钠和碳酸氢钠的碘化物溶液为滴定剂,滴定次氯酸钠溶液(漂白液),1840年有人以淀粉为指示剂,用碘的乙醇溶液为滴定剂,滴定硫化物溶液以后,碘量法应用日益广泛。
定义
碘量法是氧化还原滴定法中,应用比较广泛的一种方法。这是因为对I2-I-的标准电位既不高,也不低,碘可做为氧化剂而被中强的还原剂(如Sn2+,H2S)等所还原;碘离子也可做为还原剂而被中强的或强的氧化剂(如H2SO4,IO3-,Cr2O72-,MnO4-等)所氧化。
碘量法以碘作为氧化剂,或以碘化物(如碘化钾)作为还原剂进行滴定的方法。
方法概要
原理:碘量法是利用的I2氧化性和 I-的还原性为基础的一种氧化还原方法。
基本半反应:I2 + 2e = 2 I-
I2 的 S 小:20 ℃为 1.33×10-3 mol/L
而I2 (水合) + I-=I3- (配位离子) K = 710
过量I-存在时半反应。
极微量的碘与多羟基化合物淀粉相遇,也能立即形成深蓝色的配合物,碘的这一性质是使碘量法得到应用。
滴定原理
直接碘量法
直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中,I2被还原为I:
滴定条件:弱酸(HAc ,pH =5 )弱碱(Na2CO3,pH =8)溶液中进行;如果溶液pH>9,可发生副反应使测定结果不准确。
强酸中: 4I-+ O2(空气中) + 4H+= 2I2+ H2O
强碱中: 3I2+ 6OH-=IO3-+ 5I-+ 3H2O
指示剂:1)淀粉,淀粉遇碘显蓝色,反应极为灵敏。化学计量点稍后,溶液中有过量的碘,碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。2)碘自身的颜色指示终点,化学计量点后,溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。
可滴定物:I2 是较弱的氧化剂,凡是E0’( E0 ) < 的物质都可用标准溶液直接滴定:
S2-、S2O32-、SO32-、As2O3、Vc等。
间接碘量法
1)剩余碘量法
剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液,待I2与测定组分反应完全后,然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘,以求出待测组分含量的方法。滴定反应为:
I2(定量过量)+ 还原性物质→2I + I2(剩余)
I2(剩余)+ 2S2O32-→S4O62-+2I-
2)置换碘量法
置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾,供试品将碘化钾氧化析出定量的碘,碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定,从而可求出待测组分含量。滴定反应为:
氧化性物质 + 2I-→I2
I2+ 2S2O32-→S4O62-+ 2I-
间接碘量法:
指示剂:淀粉,淀粉指示剂应在近终点时加入,因为当溶液中有大量碘存在时,碘易吸附在淀粉表面,影响终点的正确判断。
滴定条件:在一定条件下,用I-还原氧化性物质,然后用 Na2S2O3标准溶液滴定析出的碘。(此法也可用来测定还原性物质和能与 CrO42- 定量生成沉淀的离子)
间接碘量法的反应条件和滴定条件:
- 酸度的影响—— I2 与Na2S2O3应在中性、弱酸性溶液中进行反应。
若在碱性溶液中: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 (空气中) + 4H+= 2I2 + H2O
- 防止 I2 挥发
i ) 加入过量KI(比理论值大2~3倍)与 I2 生成I3-,减少 I2挥发; ii ) 室温下进行; iii) 滴定时不要剧烈摇动。
- 防止I- 被氧化
i) 避免光照——日光有催化作用; ii) 析出 I2后不要放置过久(一般暗处5 ~ 7min ); iii) 滴定速度适当快。 可滴定物:I-是中等强度的还原剂。主要用来测定:E0’( E0 ) <的氧化态物质: CrO42-、Cr2O72-、H2O2、 KMnO4、IO3-、Cu2+、NO3-、NO2- 例:Cr2O72-+ 6I-+14H++6e-= 2Cr3++3I2+7H2O I2+ 2 S2O32-= 2 I-+ S4O62-
影响因素
(1)适用 pH 2 ~ 9:淀粉指示剂在弱酸介质中最灵敏,pH>9时,I2易发生歧化反应,生成IO、IO3, 而IO、IO3不与淀粉发生显色反应,当pH<2时,淀粉易水解成糊精,糊精遇I2显红色,该显色反应可逆性差。
(2)使用直链淀粉:直链淀粉必须有碘一价负离子的存在,才能遇碘变蓝色;支链淀粉遇碘显紫色,且颜色变化不敏锐。
(3)50%乙醇存在时不变色:醇类的存在降低指示剂的灵敏度,在50%以上的乙醇中,淀粉甚至不与碘发生显色反应。
(4)随着温度的升高,淀粉指示剂变色的灵敏度降低。
(5)大量电解质存在的情况下,也会使其灵敏度降低甚至失效。
(6) 淀粉指示剂最好在用前配制,不宜久存,若在淀粉指示剂中加入少量碘化汞或氯化锌,甘油、甲酰胺等防腐剂,可延长贮存时间。配制时将淀粉混悬液煮至半透明,且加热时间不宜过长,并应迅速冷却至室温。
应用
碘量法测水果蔬菜中维生素C的含量 [4]
碘量法测定水中溶解氧 [5]
碘量法测定消毒剂中二氧化氯 [9] ...... 用碘量法测定物质的量,在环境、医药、食品、化工、冶金、石油等领域都有广泛的应用。
视频
碘量法测定铜合金中铜的含量
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参考文献
- ↑ | 医学教育网,引用日期2017-03-11
- ↑ [碘量法测定水中溶解氧含量测量不确定度的评定[J]. 安卫东,陶良瑛. 化学分析计量. 2003(06)]
- ↑ [曾文超,邵勇,安立超,刘广东. 碘量法测废水中硫化物的改进[J]. 理化检验(化学分册),2017,(01):68-72]
- ↑ [库尔班江,赛丽曼. 碘量法测水果蔬菜中维生素C的含量[J]. 伊犁师范学院学报(自然科学版),2007,(03):28-32.]
- ↑ [梁秀丽,潘忠泉,王爱萍,姚旭霞,刘立君,周彤. 碘量法测定水中溶解氧[J]. 化学分析计量,2008,(02):54-56]
- ↑ [古映莹,李丹. 碘量法和铈量法测定过氧化氢的研究[J]. 湖南理工学院学报(自然科学版),2005,(03):55-58.]
- ↑ [杨理勤. 碘量法在黄金生产中的应用[J]. 黄金,2000,(11):47-48.]
- ↑ [李梅,谢彬. 碘量法在啤酒分析中的应用[J]. 啤酒科技,2004,(12):32+34.]
- ↑ [方赤光,王岙,黄新宇,张冠英,杨明远,姜楠. 五步碘量法测定消毒剂中二氧化氯的方法改进[J]. 中国消毒学杂志,2007,(06):507-509.]