Hapetus-pelkistystitraus

Hapetus-pelkistystitraus eli redox-titraus on titrausmenetelmä. Sen analyyttinen käyttö perustuu titrausliuoksen ja tutkittavan aineen eli analyytin väliseen hapetus-pelkistysreaktioon. Tällaisia titrauksia ovat muun muassa cerimetrinen ja jodometrinen titraus.[1]

Periaate

Hapetus-pelkistystitrauksessa analyytti usein hapetetaan. Tällöin titrausliuoksena on jonkin vahvan hapettimen liuos. Usein käytettyjä hapettimia ovat kaliumpermanganaatti, Ce4+-ioni, kaliumdikromaatti, kaliumbromaatti ja kaliumjodaatti[1][2]

Joissakin menetelmissä tutkittava liuos hapetetaan tai pelkistetään ennen titrauksen aloittamista. Lisättäessä titrausliuosta tutkittavaan liuokseen analyytti hapettuu tai pelkistyy ja titrausliuos pelkistyy tai hapettuu. Kun ekvivalenttikohta saavutetaan, havaitaan potentiometristen mittausten perusteella piirretystä titrauskäyrästä, että liuoksen indikaattorielektrodin potentiaali verrattuna standardivetyelektrodin potentiaaliin nousee voimakkaasti.[1]. Ekvivalettikohdan saavuttamiseen kuluneesta titrausliuoksen määrästä voidaan laske analyytin pitoisuus.[3]

Hapetus-pelkistystitrauksen ekvivalenttikohdan määrittämiseen voidaan käyttää potentiometriaa tai redox-indikaattoria. Redox-indikaattorit ovat useimmiten orgaanisia yhdisteitä, joiden hapettuneet ja pelkistyneet ovat erivärisiä ja värinmuutoksesta havaitaan ekvivalenttikohdan saavuttaminen.[1]

Permanganaattititraus

Permanganaattititrauksessa hapettimena on permanganaatti-ioni, useimmiten kaliumpermanganaatin muodossa. Permanganaatti-ioni on väriltään voimakkaan violetti. Ioni pelkistyy happamissa olosuhteissa Mn2+-ioniksi, joka on väritön tai heikosti punertava. Kun permanganaattiliuoksen väri jää tutkittavaan liuokseen on titrauksen ekvivalenttikohta siinä.[3]

MnO4 + 8 H+ + 5 e− → Mn2+ + 4 H2O

Permanganaattiliuosten käyttämisessä titrausliuoksena on ongelmana se, että valo hajottaa permanganaattiliuoksen helposti mangaanidioksidiksi.[1][2]

Cerimetrinen titraus

Cerimetrisessä titrauksessa Ce4+-ioni pelkistyy Ce3+-ioniksi. Cerimetristä titrausta käytetään määritettäessä useiden epäorgaanisten tai orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksia. Tämän titrauksen yhteydessä käytetään indikaattorina usein ferroiinia.[3][1][2]

Jodometrinen titraus

Jodometrisessä titrauksessa analyytti kykenee hapettamaan jodidi-ionit vapaaksi jodiksi. Jodi ja jodidi-ionit muodostavat trijodidi-ionin I3−. Trijodidi-ioni muodostaa sinisen yhdisteen tärkkelyksen kanssa.[1][3]

Jodometriassa titrausliuoksena käytetään tiosulfaatti-liuosta. Tiosulfaatti hapettuu jodin vaikutuksesta tetrationaatiksi.

I2 + 2 S2O32− → S4O62− + 2 I−

Indikaattorina käytettävä tärkkelys lisätään titrauksen loppuvaiheessa ja titrausta tiosulfaatilla jatketaan, kunnes sininen väri on hävinnyt.[1]

Lähteet

  1. ↑ a b c d e f g h Daniel C. Harris: Quantitative Chemical Analysis, s. 328–343. W.H. Freeman and Company, 2007. ISBN 978-0-7167-7041-1. (englanniksi)
  2. ↑ a b c Pradyot Patnaik: Handbook of environmental analysis, s. 46–49. CRC Press, 1997. ISBN. Teoksen verkkoversio (viitattu 18.4.2010). (englanniksi)
  3. ↑ a b c d 4. Mitta-analyysi eli volumetria Opetushallitus. Viitattu 18.4.2010.