II.6.1. Volumetrie redox folosind soluţii reducătoareII.6.1.1. Stabilirea titrului şi normalitatea soluţiei de Na2S2O3 ~ 10-2n

Principiul metodeiTiosulfatul de sodiu nu este folosit drept substanţă standard, deoarece în prezenţa CO 2 poate trece

iniţial în sulfit, după o reacţie redoxă intramoleculară. Titrul soluţiei se stabileşte cu ajutorul unei soluţii etalon de K2Cr2O7. În prezenţa HCl sau H2SO4, un volum măsurat de K2Cr2O7 se tratează cu exces de KI, aceasta oxidându-se la iod după reacţia: +6 +3

K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl = 2CrCl3 + 3I20 + 8KCl + 7H2O

Eg K2Cr2O7 = 294/6 = 49Iodul pus in libertate se titrează cu o soluţie de tiosulfat, folosind drept indicator o soluţie de

amidon care formează cu iodul un complex clatrat (este o structură de molecule de apă care se formează în jurul unei molecule solvate şi care este ținută împreună ca o entitate stabilă prin legături de hidrogen. Atunci când molecula solvită centrală este dislocată, aşa cum se întâmplă la agitarea viguroasă a soluțiilor prin sucusiuni succesive, ea este eliberată şi formează şablonul pentru un nouă moleculă de clatrat ), când se înglobează I2 în macromolecula de amidon.

Potenţialele normale au valorile:E01=0, 54 V (pentru I2) şi respectiv E02 = 0,17 V (pentru Na2S2O3

)p.p.e. I2

0 + 2 Na2(S2O3)-2 = 2 NaI - + Na2(S4O6)0

p. e. Amidon-I2 + Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6 + Amidonsoluţie albastră picătură incolor

exces

Potenţialul la punctul de echivalenţă are valoarea:Ee=(1·0,54 + 0,17)/3 = 0,416 V

Prepararea soluţiei de Na2S2O3 ~10-2n Pentru preparare se întrebuinţează Na2S2O3·5H2O (M=248,2; EgNa2S2O3 =M/1=248,2). Pentru

prepararea a 500 mL soluţie 10-2n, se cântăresc 1,3 g Na2S2O3·5 H2O, se trec cantitativ într-o sticlă de reactiv, se adaugă ~0,5g Na2CO3 anhidru (pentru stabilitatea soluţiei în timp) şi se adaugă 500 mL apă distilată fiartă şi răcită. Prepararea soluţiei K2Cr2O7 10-2n

Bicromatul de potasiu este substanţă etalon. Pentru prepararea a 100 mL soluţie etalon K2Cr2O7

10-2n (Eg K2Cr2O7=M/6=49) se cântăresc la balanţa analitică 0,0490 g, se trec cantitativ într-un balon cotat de 100 mL şi se completează la semn cu apă distilată. Modul de lucru

Într-un balon Erlenmayer de 250 mL, sau flacon iodometric, se măsoară exact 10 mL soluţie K2Cr2O7 10-2n, se adaugă 2 mL soluţie KI 5%, se acidulează apoi cu 2 mL soluţie de HCl 2n, se agită şi se lasă 5 minute la întuneric pentru formarea totală a I2. Se diluează conţinutul balonului cu 20-30 mL apă distilată, se titrează până la galben pai cu soluţie de Na2S2O3 10-2n, se adaugă 1 mL soluţie amidon şi se continuă titrarea, până când, o dată cu ultima picătură adăugată, culoarea albastră dispare, înregistrându-se volumul total consumat (Vm mL). Exprimarea rezultatelor

Din reacţiile care au loc :K2Cr2O7……………… 3 I2 ……………...6 Na2S2O3·5H2O

Eg K2Cr2O7…………... Eg I2 ……………Eg Na2S2O3·5H2ODin legea echivalenţilor chimici:

n K2Cr2O7 ·V K2Cr2O7 = n Na2S2O3 ·V Na2S2O3

n Na2S2O3 = 0.1 ·10/ V Na2S2O3

1

t Na2S2O3 = n Na2S2O3 · Eg Na2S2O3·5H2O/1000f = n Na2S2O3 / 0,01 = t Na2S2O3/t t Na2S2O3

II.6.1.2. Aplicaţie: Dozarea clorului liber din apă Principiul metodei

În mod curent pentru sterilizarea apelor potabile se practică clorinarea apei, folosind drept substanţe clorigene clorura de var, hipoclorit de sodiu, clor gazos etc. Clorul solvit în apă formează HCl şi HClO. Acidul hipocloros şi hipocloriţii pun în libertate oxigen, care acţionează asupra organismelor organice şi bacteriilor existente în apă (HClO HCl + O0).

Metoda de lucru este o metodă indirectă, substanţa determinată nu se titrează direct. Apa este tratată cu un exces de KI, în prezenţa clorului liber în apă când are loc reacţia:

Cl20 + 2 KI-1 = I2

0 + 2 KCl + KI exces exces rămas

Iodul pus în libertate este titrat în prezenţa amidonului cu o soluţie de tiosulfat de sodiu ~ 10-2n.I2

0 +2 Na2S2O3 = Na2S2O6 + 2 NaI Mod de lucru

Se măsoară 100 mL apă de analizat (apă de canal), se adaugă 2 mL soluţie de KI 10%, 1 mL soluţie HCl 1n, se agită conţinutul vasului erlenmayer şi se lasă 5 minute la întuneric (pentru separarea totală a I2). Se adaugă 1 mL soluţie amidon şi se titrează cu Na2S2O3 10-2n (normalitate exact cunoscuta), până la dispariţia culorii albastre, cu ultima picătură de Na2S2O3, notând volumul consumat (Vm mL). Calcul şi exprimarea rezultatelor

2 Na2S2O3 ………………2 I2 ………………Cl2

Eg Na2S2O3 ………………………………… Eg Cl248,2 g Na2S2O3 ………………………………35,45 g clor

1 mL sol. Na2S2O3 10-2n ………………………0,0003545 g clort Na2S2O3 = 0,003545 g / mL sau 0,3545 mg clor /mL Na2S2O3 10-2n

Cl2(mg/L) x = 1000·0,345·VNa2S2O3·fNa2S2O3/100 = 3,545·VNa2S2O3·fNa2S2O3

Rezultatele experimentale vor fi trecute într-un tabel de forma:Determinare de n, t și f pentru soluția etalon secundar de Na2S2O3

Nr. Crt. Vsol etalon primar (mL) V Na2S2O3 (mL) n Na2S2O3 (echiv/L) t Na2S2O3 (g/mL) f Na2S2O3

123

Vm = n = t = f = Dozarea clorului liberNr. Crt. Vsol de analizat ( mL) V Na2S2O3 (mL) n Na2S2O3 (echiv/L) t Na2S2O3 (g/mL) f Na2S2O3 concentrația

Cl2 în g/L

123

2