Броматометрия

Броматометрия — метод окислительно-восстановительного титрования, основанный на реакции восстановления бромат-иона.

Теория

Основной реакцией броматометрии является

${\displaystyle {\mathsf {BrO_{3}^{-}+6H^{+}+6e^{-}\rightarrow Br^{-}+3H_{2}O\ \ E_{BrO_{3}^{-}/Br^{-}}^{0}=1,4513\ B}}}$

При появлении в растворе бромид-ионов в присутствии бромат-иона и катионов водорода начинается реакция:

${\displaystyle {\mathsf {BrO_{3}^{-}+5Br^{-}+6H^{+}\rightarrow 3Br_{2}+3H_{2}O}}}$

В нейтральных растворах данная реакция не идёт. Выделяющийся элементный бром способен стехиометрически реагировать с органическими веществами без образования побочных продуктов.

В связи с этим броматометрия используется в двух типах анализа:

• Прямая реакция бромат-иона с восстановителем
• Реакция брома, образовавшегося при взаимодействии бромид- и бромат-ионов

Индикаторами в броматометрии служат азокрасители, например, метиловый оранжевый или метиловый красный,необратимо окисляющиеся бромат-ионами с образованием бесцветных продуктов. Также могут быть использованы некоторые индикаторы, способные обратимо изменять свой цвет, в частности, хинолиновый жёлтый, α-нафтофлавон, п-этоксихризоидин. Конец титрования определяют также по появлению бурой окраски выделяющегося брома, а также потенциометрическим или фотометрическим способом.

Практика

Рабочим раствором в броматометрии является бромат калия, растворы которого готовят из точной навески. Эти растворы достаточно стабильны при хранении. При необходимости концентрацию бромат-ионов определяют иодометрическим титрованием. Иногда готовят нейтральные растворы с точно известной концентрацией KBrO₃ и примерно пятикратно большей концентрацией KBr.

Броматометрическим титрованием определяют неорганические ионы, например, Sn(II), Cu(I), Tl(I), гидразин, пероксид водорода, а также Sb(III) и As(III):

${\displaystyle {\mathsf {3SbCl_{4}^{-}+BrO_{3}^{-}+6H^{+}+6Cl^{-}+\rightarrow 3SbCl_{6}^{-}+Br^{-}+3H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {3HAsO_{2}+BrO_{3}^{-}+3H_{2}O\rightarrow 3H_{2}AsO_{4}^{-}+Br^{-}+3H^{+}}}}$

Реакцию ведут в присутствии индикатора, исчезновение окраски которого свидетельствует об окончании титрования.

Броматометрическим титрованием определяют также органические вещества, например, фенол, крезол, анилин, резорцин, салициловую кислоту, ненасыщенные соединения. Например, фенолы определяют по реакции бромирования:

${\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}OH+3Br_{2}\rightarrow C_{6}H_{2}Br_{3}OH+3HBr}}}$

Избыток бромат-иона определяют иодометрическим способом.

Прямым броматометрическим титрованием определяют тиомочевину, органические сульфиды, щавелевую кислоту.

Косвенным методом определяют содержание в растворах ионов Al, Mg, Mn(II), Ca, Ni, Co, Cu(II), Cd, Fe(III), La(III). Для этого эти ионы осаждают 8-гидроксихинолином в виде малорастворимых соединений, отделяют, растворяют в кислоте и оттитровывают образовавшийся 8-гидроксихинолин.

Литература

• Васильев В. П. Аналитическая химия. Часть 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа. — М.: Высшая школа, 1989. — 320 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-06-000066-4.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.