IODOMETRY: พื้นฐานปฏิกิริยาขั้นตอนทั่วไปการใช้งาน - เคมี - 2025

iodometryเป็นเทคนิคที่ประเมินวิเคราะห์ปริมาตรตัวแทนออกซิไดซ์โดยการไตเตรทหรือไตเตรทไอโอดีนทางอ้อม เป็นหนึ่งในการไตเตรทรีดอกซ์ที่พบบ่อยที่สุดในเคมีวิเคราะห์ ที่นี่สายพันธุ์ที่น่าสนใจที่สุดไม่ใช่ไอโอดีนที่เป็นองค์ประกอบอย่างถูกต้อง I ₂แต่เป็นไอออนไอโอไดด์ I ^-ซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์ที่ดี

I ^-เมื่อมีตัวออกซิไดซ์ที่แรงจะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วสมบูรณ์และเชิงปริมาณส่งผลให้ปริมาณไอโอดีนของธาตุเทียบเท่ากับตัวออกซิไดซ์หรือสารวิเคราะห์ที่เป็นปัญหา ดังนั้นโดยการไตเตรทหรือการไตเตรทไอโอดีนนี้ด้วยเครื่องไตเตรทรีดอกซ์โดยทั่วไปคือโซเดียมไธโอซัลเฟต Na ₂ S ₂ O ₃ความเข้มข้นของสารวิเคราะห์จะถูกกำหนด

จุดสิ้นสุดของการไตเตรทด้วยไอโอโดเมตริกทั้งหมดหรือการไตเตรทโดยไม่ต้องเติมแป้ง ที่มา: LHcheM ผ่าน Wikipedia

ภาพบนแสดงจุดสิ้นสุดที่คาดว่าจะสังเกตได้ในการไตเตรทแบบไอโอโดเมตริก อย่างไรก็ตามยากที่จะระบุว่าเมื่อใดควรหยุดการไตเตรท เนื่องจากสีน้ำตาลเปลี่ยนเป็นสีเหลืองและจะค่อยๆไม่มีสี นั่นคือเหตุผลที่ใช้ตัวบ่งชี้แป้งเพื่อเน้นจุดสิ้นสุดนี้เพิ่มเติม

Iodometry ทำให้สามารถวิเคราะห์สิ่งมีชีวิตที่ออกซิไดซ์บางชนิดเช่นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จากไขมันไฮโปคลอไรท์จากสารฟอกขาวในเชิงพาณิชย์หรือแคตไอออนทองแดงในเมทริกซ์ต่างๆ

ความรู้พื้นฐาน

ซึ่งแตกต่างจาก iodimetry คือ iodometry ขึ้นอยู่กับชนิด I ^-มีความไวน้อยกว่าต่อสัดส่วนที่ไม่ได้สัดส่วนหรือได้รับปฏิกิริยาที่ไม่พึงปรารถนา ปัญหาคือแม้ว่าจะเป็นตัวรีดิวซ์ที่ดี แต่ก็ไม่มีตัวบ่งชี้ที่ให้จุดสิ้นสุดด้วยไอโอไดด์ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมธาตุไอโอดีนจึงไม่ถูกทิ้งไป แต่ยังคงเป็นประเด็นสำคัญในการสร้างไอโอดีน

มีการเติมไอโอไดด์มากเกินไปเพื่อให้แน่ใจว่าจะช่วยลดตัวออกซิไดซ์หรือสารวิเคราะห์ได้อย่างสมบูรณ์ไอโอดีนที่เป็นองค์ประกอบซึ่งจะละลายในน้ำเมื่อทำปฏิกิริยากับไอโอไดด์ในตัวกลาง:

ฉัน₂ + ฉัน^- →ฉัน₃ ^-

สิ่งนี้ก่อให้เกิดสายพันธุ์ไตรโอไดด์ I ₃ ^-ซึ่งทำให้สารละลายเป็นสีน้ำตาล (ดูภาพ) สายพันธุ์นี้ทำปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกับ I ₂ดังนั้นเมื่อการไตเตรทสีจะหายไปแสดงถึงจุดสิ้นสุดของการไตเตรทด้วย Na ₂ S ₂ O ₃ (ด้านขวาของภาพ)

I ₃ ^-นี้มีชื่อว่าปฏิกิริยาเช่นเดียวกับ I ₂ดังนั้นจึงไม่เกี่ยวข้องว่าสิ่งใดจากสองชนิดนี้เขียนในสมการเคมี ตราบเท่าที่โหลดมีความสมดุล โดยทั่วไปประเด็นนี้เป็นที่มาของความสับสนสำหรับผู้เรียน iodometry เป็นครั้งแรก

ปฏิกิริยา

Iodometry เริ่มต้นด้วยการเกิดออกซิเดชันของแอนไอออนของไอโอไดด์ซึ่งแสดงด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:

A _OX + I ^- → I ₃ ^-

โดยที่ A _OXคือสายพันธุ์ที่ออกซิไดซ์หรือวิเคราะห์เพื่อหาปริมาณ ความเข้มข้นของมันจึงไม่เป็นที่รู้จัก ถัดไป I _{2 ที่}ผลิตมีมูลค่าหรือมีชื่อว่า:

I ₃ ^- + ผู้ถือ→สินค้า + I ^-

สมการไม่สมดุลเพราะต้องการแสดงการเปลี่ยนแปลงของไอโอดีนเท่านั้น ความเข้มข้นของ I ₃ ^-เทียบเท่ากับ A _OXดังนั้นค่าหลังจึงถูกกำหนดโดยอ้อม

ไตเตรทต้องมีความเข้มข้นที่ทราบและสามารถลดไอโอดีนได้ในเชิงปริมาณ (I ₂หรือ I ₃ ^- ) ที่รู้จักกันดีคือโซเดียมไธโอซัลเฟต Na ₂ S ₂ O ₃ซึ่งปฏิกิริยาการไตเตรทคือ:

2 S ₂ O ₃ ^2– + I ₃ ^- → S ₄ O ₆ ^2– + 3 I ^-

โปรดสังเกตว่าไอโอไดด์จะปรากฏขึ้นอีกครั้งและเกิดประจุลบ tetrathionate, S ₄ O ₆ ^2–ด้วย อย่างไรก็ตาม Na ₂ S ₂ O ₃ไม่ใช่มาตรฐานหลัก ด้วยเหตุนี้จึงต้องได้รับการกำหนดมาตรฐานก่อนการไตเตรทเชิงปริมาตร โซลูชันของพวกเขาได้รับการประเมินโดยใช้ KIO ₃และ KI ซึ่งทำปฏิกิริยากันในตัวกลางที่เป็นกรด:

IO ₃ ^- + 8 I ^- + 6 H ⁺ → 3 I ₃ ^- + 3 H ₂ O

ดังนั้นจึงทราบความเข้มข้นของ I ₃ ^-ไอออนดังนั้นจึงทำการไตเตรทด้วย Na ₂ S ₂ O ₃เพื่อทำให้เป็นมาตรฐาน

ขั้นตอนทั่วไป

การวิเคราะห์แต่ละตัวที่กำหนดโดย iodometry มีวิธีการของตนเอง อย่างไรก็ตามส่วนนี้จะกล่าวถึงขั้นตอนในเงื่อนไขทั่วไปในการดำเนินการเทคนิคนี้ ปริมาณและปริมาตรที่ต้องการจะขึ้นอยู่กับตัวอย่างความพร้อมของรีเอเจนต์การคำนวณสโตอิชิโอเมตริกหรือวิธีการดำเนินการโดยพื้นฐานแล้ว

การเตรียมโซเดียมไธโอซัลเฟต

ในเชิงพาณิชย์เกลือนี้อยู่ในรูปเพนทาไฮเดรตคือ Na ₂ S ₂ O ₃ · 5H ₂ O น้ำกลั่นที่จะเตรียมสารละลายของคุณจะต้องต้มก่อนเพื่อให้จุลินทรีย์ที่สามารถออกซิไดซ์ได้ถูกกำจัดออกไป

ในทำนองเดียวกันจะมีการเพิ่มสารกันบูดเช่น Na ₂ CO ₃ดังนั้นเมื่อสัมผัสกับตัวกลางที่เป็นกรดจะปล่อย CO _{2 ออก}มาซึ่งแทนที่อากาศและป้องกันไม่ให้ออกซิเจนเข้าไปรบกวนโดยการออกซิไดซ์ไอโอไดด์

การเตรียมตัวบ่งชี้แป้ง

ยิ่งเจือจางความเข้มข้นของแป้งที่รุนแรงน้อยสีเข้มทำให้เกิดสีฟ้าจะได้รับเมื่อประสานงานกับฉัน₃ - ด้วยเหตุนี้ปริมาณเล็กน้อย (ประมาณ 2 กรัม) จึงละลายในน้ำกลั่นเดือดปริมาตรหนึ่งลิตร สารละลายกวนจนใส

มาตรฐานโซเดียมไธโอซัลเฟต

เมื่อเตรียม Na ₂ S ₂ O ₃ได้มาตรฐานแล้ว ปริมาณที่กำหนดของ KIO ₃จะอยู่ในขวด Erlenmeyer ที่มีน้ำกลั่นและเติม KI ส่วนเกิน ปริมาณของ 6 M HCl ถูกเพิ่มลงในขวดนี้และจะมีการปรับขนาดได้ทันทีกับนา₂ S ₂ O ₃วิธีการแก้ปัญหา

การไตเตรทแบบไอโอโดเมตริก

ในการสร้างมาตรฐาน Na ₂ S ₂ O ₃หรือไตแตรนต์อื่น ๆ จะทำการไตเตรทแบบไอโอโดเมตริก ในกรณีของการวิเคราะห์ที่แทนการเพิ่ม HCl, H ₂ SO _{4 ถูกนำมาใช้} วิเคราะห์บางอย่างต้องใช้เวลาในการออกซิไดซ์ผม-ในช่วงเวลานี้ขวดจะปิดด้วยอลูมิเนียมฟอยล์หรือปล่อยให้ยืนในที่มืดเพื่อไม่ให้แสงกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงปรารถนา

เมื่อ I ₃ ^-ถูกไตเตรทสารละลายสีน้ำตาลจะค่อยๆเปลี่ยนเป็นสีเหลืองจุดบ่งชี้ให้เพิ่มตัวบ่งชี้แป้งไม่กี่มิลลิลิตร ทันทีคอมเพล็กซ์แป้ง - ไอโอดีนสีน้ำเงินเข้มจะก่อตัวขึ้น หากเพิ่มก่อนหน้านี้ความเข้มข้นสูงของ I ₃ ^{- จะ}ย่อยสลายแป้งและตัวบ่งชี้จะไม่ทำงาน

จุดสิ้นสุดที่แท้จริงของการไตเตรทด้วยไอโอโดเมตริกจะแสดงสีฟ้าแม้ว่าจะอ่อนกว่า แต่ก็คล้ายกับสารละลายแป้งไอโอดีนนี้ ที่มา: Voicu Dragoș

เติม Na ₂ S ₂ O ₃ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งสีน้ำเงินเข้มสว่างขึ้นเหมือนภาพด้านบน เมื่อสารละลายเปลี่ยนเป็นสีม่วงอ่อนการไตเตรทจะหยุดลงและหยดอื่น ๆ ของ Na ₂ S ₂ O _{3 จะถูกเพิ่ม}เพื่อตรวจสอบช่วงเวลาและปริมาตรที่แน่นอนเมื่อสีหายไปอย่างสมบูรณ์

การประยุกต์ใช้งาน

การไตเตรทแบบไอโอโดเมตริกมักใช้เพื่อตรวจสอบไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ไขมัน ไฮโปคลอไรต์แอนไอออนจากสารฟอกขาวทางการค้า ออกซิเจนโอโซนโบรมีนไนไตรต์ไอโอเดตสารประกอบอาร์เซนิกคาบและเนื้อหาของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในไวน์

อ้างอิง

1. Day, R. , & Underwood, A. (1989). เคมีวิเคราะห์เชิงปริมาณ. (ฉบับที่ห้า) PEARSON Prentice Hall.
2. วิกิพีเดีย (2020) ไอโอดีน. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. ศาสตราจารย์ SD Brown (2005) การเตรียมสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตมาตรฐานและ
4. การกำหนดไฮโปคลอไรต์ในผลิตภัณฑ์ฟอกขาวเชิงพาณิชย์ กู้คืนจาก: 1.udel.edu
5. Daniele Naviglio (เอสเอฟ) Iodometry และ Iodimetry การเรียนรู้บนเว็บของ Federica ดึงมาจาก: federica.unina.it
6. Barreiro, L. & Navés, T. (2007). การเรียนรู้แบบบูรณาการเนื้อหาและภาษา (CLIL) วัสดุทางเคมีและภาษาอังกฤษ: การไตเตรทแบบไอโอโดเมตริก เนื้อหาของครู ดึงมาจาก: diposit.ub.edu