II. Chuẩn độ Fe2+ bằng dung dịch K2Cr2O7 1.Cơ sở phương pháp
1. Nguyên tắc: Cu2+ phản ứng với I-
giải phóng I2 một cách định lượng, chuẩn độ lượng I2 giải
phóng ra bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 với chất chỉ thị hồ tinh bột.
Phản ứng chuẩn độ: Cu2+ +4I- = 2CuI↓ + I2 (*)
2 Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI (**)
Phản ứng (*) diễn ra hoàn toàn nhờ sự tạo thành kết tủa CuI. Chúng ta có thể thấy rõ điều này khi xem xét các thế khử tiêu chuẩn dưới đây:
Cu2+ + e- = Cu+ E° = 0,15V (a) I2 + 2e- = 2I- E°=0,54V (b)
Cu2+ + I- + e- = CuI↓ E° = 0,86V (c) CuI kết tủa trắng nhưng luôn có xu hướng hấp I2
trên bề mặt nên có màu vàng nâu nhạt.
Nếu chỉ nhìn vào thế khử tiêu chuẩn (a) và (b), chúng ta thấy rằng phản ứng (*) sẽ không xảy ra.
Tuy nhiên, nhờ sự tạo thành chất ít tan CuI (TCuI = 10−12) dẫn tới sự giảm nồng độ tự do của Cu+
và nếu như I- dư ít nhất 4% thì phản ứng (*) xảy ra hoàn toàn.
Điều kiện tiến hành phản ứng:
- Tạo môi trường axit yếu thích hợp để ngăn ngừa phản ứng thủy phân muối Cu2+
(axit axetic
đã được thêm vào dung dịch Cu2+
).
- KI được dùng dư :
+ KI dư để đảm bảo phản ứng (*) diễn ra hoàn toàn, dư nhiều KI, nồng độ I− càng lớn
EI2/2I− càng giảm, E Cu2+/Cu+ càng tăng và phản ứng càng hoàn toàn.
+ Độ hòa tan của I2 trong nước nhỏ, phải dùng KI dư để tạo phức [KI3] hòa tan tốt trong dung dịch.
- Dù đã dùng KI dư, vận tốc giữa KI và chất oxy hóa thường không lớn, vì vậy sau khi thêm chất oxy hóa phải đợi một thời gian và tiến hành trong bóng tối để tránh ảnh hưởng của phản
ứng phụ
4I- + O2 + 4H+ = 2I2 + 2H2O phản ứng xẩy ra nhanh nếu có ánh sáng kích
thích, tạo ra thêm I2 gây sai số phân tích
- I2 là chất bay hơi nên phải tiến hành ở nhiệt độ thường. Mặt khác khi tăng nhiệt độ, độ nhạy của hồ tinh bột giảm.
- Kết tủa CuI hấp phụ chọn lọc một lượng I2 đáng kể, sự nhả hấp phụ I2 ra khỏi bề mặt kết tủa là chậm trong quá trình chuẩn độ, do đó kết quả chuẩn độ có thể bị sai lệch lớn. Để tránh ảnh
trắng) và kết tủa CuSCN màu phấn hồng không hấp phụ I2 lên bề mặt. Đồng thời còn làm
tăng thế oxihoá - khử của cặp Cu2+/Cu+ do CuCNS có tích số tan nhỏ hơn (TCuSCN = 4,0.10-14). (CuI)nI2 + n SCN-→ n CuSCN↓(màu phấn hồng) + I2 + nI-
Phản ứng này xảy ra được là do tích số tan của CuSCN (TCuSCN = 4,0.10-14) nhỏ hơn tích số
tan của CuI (TCuI =1.10-12). Theo nhiều tài liệu tham khảo đều cho rằng phản ứng này diễn ra
hoàn toàn, nhưng bản thân tôi nghĩ phản ứng trên vẫn là thuận nghịch, do TCuSCN = 4,0.10-14 chỉ nhỏ hơn cỡ vài trăm lần TCuI =1.10-12. (tức là sai số <1%, có thể bỏ qua).
- Đối với trường hợp chuẩn độ I2 thoát ra trong phản ứng, chỉ được thêm hồ tinh bột khi I2
đã tác dụng gần hết (dung dịch có màu vàng nhạt), nếu I2 còn nhiều, hợp chất tạo bởi I2 và hồ tinh bột nhiều, I2 phản ứng chậm với Na2S2O3, do đó dễ chuẩn độ quá điểm tương đương.
2. Cách tiến hành: