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碘化钾与金属离子地反应
碘化钾与金属离子的反应
碘化钾的一般性质
碘化钾为无臭、味咸带苦、透明之六角形结晶。
比重3.1。
分子式KI,分子量166。
在干燥空气中稳定,在潮湿空气中能潮解,久露于空气和阳光下易被氧化而析出游离碘,致使碘化钾结晶发黄。
碘化钾易溶于水,同时吸收热量。
水溶液长时间遇光或露置于空气中,则被氧化使溶液变黄,在酸性溶液中这个反应尤为迅速。
2KI+2HCl+0.5O2=2KCl+H2O+I2
根据实验推测,上述氧化反应,是分三步进行的:
(式中的氧是从空气中来或采用H2O2)。
I-+0.5O2=IO-
IO-+H+=HIO
HIO+I-+H+=I2+H2O
三个式相加,得:
2I-+2H++0.5O2=I2+H2O
碘化钾水溶液可以溶解碘,生成不稳定的KI3络合物。
但这个络合物对碘的水溶液起着稳定的作用,而且碘化钾的浓度越大,碘溶液越稳定。
碘化钾还可溶于酒精、丙酮、吡啶中。
I2+KI=可逆=KI3
碘化钾易被氧化剂所氧化,氧化反应的结果,碘化钾分解放出游离碘。
2KI+Cl2=2KCl+I2
2KI+Br2=2KBr+I2
KI+KIO+H2SO4=K2SO4+H2O+I2
4KI+O2+4HCl=4KCl+2H2O+2I2
2KI+H2O2+H2SO4=K2SO4+2H2O+I2
2KI+HClO+HCl=2KCl+H2O+I2
6KI+HBrO3+5HCl=5KCl+KBr+3H2O+3I2
5KI+HIO3+6HCl=5KCl+3H2O+3I2
6KI+HClO3+5HCl=6KCl+3H2O+3I2
7KI+KIO4+8HCl=8KCl+4H2O+4I2
2KI+2KNO2+2H2SO4=2K2SO4+2NO+2H2O+I2
2KI+2KNO2+4HCl+4KCl+2NO+2H2O+I2
2KI+(NH4)2S2O8=(NH4)2SO4+K2SO4+I2
10KI+2KMnO4+8H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+8H2O+5I2
6KI+K2Cr2O7+7H2SO4=2Cr(SO4)3+4K2SO4+7H2O+3I2
高价金属离子如:
Co3+、Cu2+、Fe3+、Mn4+、Mo6+、Ni3+、Sb3+、Se4+、U6+等,在酸性溶液中,均易氧化碘化钾而放碘。
碘化钾能被热浓无机酸作用,分解放碘。
8KI+5H2SO4=加热=K2SO4+H2S↑+4H2O+4I2
碘化钾与对醌在酸性溶液中相互作用,碘化钾分解放碘。
2KI+C6H4O2+H2SO4=C6H4(OH)2+K2SO4+I2
游离碘的测定:
称取碘化钾结晶2克溶于50毫升水,加入5毫升淀粉溶液,迅速以0.01N硫代硫酸钠标准溶液滴定,至蓝色退去为终点。
碘化钾含量的测定:
取0.1至0.2克碘化钾溶于25毫升水,加入10毫升稀硝酸及约20毫升0.1N的硝酸银,迅速以0.01N的硫氰酸铵标准溶液滴定剩余的硝酸银,以铁铵矾为指示剂,至溶液变红为滴定终点。
碘化钾与离子的反应
碘化钾在水溶液中离解:
KI=可逆=K++I-
碘化钾与离子反应时,主要是生成碘化物的沉淀。
碘化钾与高价金属离子作用,则碘离子被氧化而成游离碘。
银、金、砷、铋、铈、镉、钴、铬、铜、铁、汞、铱、锰、钼、镍、铅、锑、硒、锡、铊、钒、碲、铀、锌、铼、铂(钯、铑、锇、钌)等均与碘化钾有作用。
1.银:
Ag+与碘化钾作用,生成黄色的碘化银沉淀。
沉淀不溶于硝酸,在浓氨水中溶解得也极微量。
Ag+KI=AgI↓+K+
碘化银溶解于硫代硫酸钠和氰化钾的溶液中,生成无色络合物:
[Ag(S2O3)]-、[Ag2(S2O3)3]4-、及[Ag(CN)2]-。
碘化银与硫代硫酸钠的反应,需在大量过量的试剂中进行。
2AgI+3Na2S2O3=Na4[Ag2(S2O3)3]+2NaI
碘化银溶于浓的热碘化钾溶液中,当溶液以水稀释时,碘化银又重新沉淀出来。
AgI+2KI=可逆=K2(AgI3)
氯化银及溴化银均可与碘化钾作用,转化为碘化银。
AgCl+KI=KCl+AgI↓
AgBr+KI=KBr+AgI↓
碘化钾与Ag+生成碘化银的反应是定量进行的。
常利用这个反应作为银的容量测定。
在硝酸介质中,用碘化钾标准溶液滴定,使Ag+生成碘化银沉淀,过加之I-可与碘(淀粉)生成蓝色为终点。
碘化银在稀硫酸(2N)溶液中与锌粉作用,则碘化银被分解生成元素银的沉淀。
2AgI+Zn=稀硫酸=Zn2++2I-+2Ag↓
2.砷:
亚砷化合物与碘化钾在热的酸性溶液中作用,生成碘化亚砷的红色沉淀。
Na3AsO3+3KI+6HCl=AsI3↓+3KCl+3NaCl+3H2O
五价砷在强酸中能氧化碘化钾而析出碘,在PH5.5时,即开始放碘反应,若PH大于5.5则放碘反应不能发生。
H3AsO4+2HCl+2KI=H3Aso3+2KCl+H2O+I2
酸度越大,上述反应越可达到完全。
如将析出之碘用硫代硫酸钠还原之,则反应可以定量进行。
此为容量法测五价砷的重要反应之一。
反之,当用碘滴定三价砷时,PH应在8至9之间。
可加碳酸氢钠溶液以达到PH约等于9的目的。
Na3AsO3+I2+2NaOH=Na3AsO4+2NaI+H2O
3.金:
弱酸性溶液中,Au3+与碘化钾作用,发生氧化还原反应。
反应产物为:
碘化钾被氧化析出碘,而Au3+被还原为Au+。
这个反应可以定量进行,析出之碘可用硫代硫酸钠标准溶液滴定。
AuCl3+3KI=AuI↓+3KCl+I2
4.铋:
Bi2+存在下的溶液中,徐徐加入碘化钾,则生成碘化铋的棕色沉淀。
沉淀溶于过量的碘化钾,生成黄色(或棕色)的KBiI4络合物。
用水稀释,则络合物又分解为BiI3沉淀。
BiI3++KI=BiI3↓+3K+
BiI3++KI=可逆=KBiI4
当大量的水作用于BiI3时,则转化为橙色的碘氧化铋。
BiI3TH2O=可逆=2HI+BiOI
当作过量碘化钾试剂存在下,生成黄色KBiI4络合物的反应十分灵敏,可以检查出10的负5次方克每毫升的铋。
因此,常利用此反应作比色测铋的依据。
三价铁干扰铋的比色,可加抗坏血酸还原以消除其干扰。
5.铈:
Ce4+在酸性溶液中与碘化钾作用,析出游离碘,Ce4+被还原为Ce3+。
这个反应定量进行,灵敏度很高。
2Ce4++2I-=2Ce3++I2
析出的游离碘可用硫代硫酸钠(或二氯化锡)标准溶液滴定以间接求得铈的含量。
6.钴:
Co3+在酸性溶液中与碘化钾作用,发生氧化还原反应而放碘。
2Co(OH)3+2KI+6HCl=2CoCl2+2KCl+6H2O+I2
Co2+在强氨性溶液中,与碘化钾作用,生成浅红色CoI2.6NH3之沉淀。
Co2++6NH3+2KI=CoI2.6NH3+2K+
7.铬:
铬酸盐及重铬酸盐与碘化钾在酸性溶液中作用,定量地析出碘。
此为定量测铬的重要反应之一。
2CrO42++16H++6I-=2Cr3++8H2O+3I2
Cr2O72-+14H++6I-=2Cr3++7H2O+3I2
利用这个反应,可以使用重铬酸钾标准溶液滴定Sn2+等元素的流程中,使用淀粉.碘化钾指示终点。
8.铜:
Cu2+与碘化钾在微酸性溶液中作用,生成碘化亚铜之白色沉淀。
在生成碘化亚铜的同时,碘化钾被氧化而析出碘。
使溶液呈显黄色或棕色。
本氧化还原反应定量进行,为容量法测铜的重要反应之一。
2CuSO4+4KI=Cu2I2↓+2K2SO4+I2
容量法测铜,常控制PH3.2至4的氟化铵溶液中,Fe3+生成稳定的FeF63-络离子,不再与碘化钾反应。
Cu2+则定量地进行上述化学反应而析出碘,以淀粉溶液为指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色退去为终点。
当溶液PH小于4,则析出之碘形成不稳定的次碘酸盐,本身具有氧化还原反应性能;PH大于4时,则As3+、Sb3+被碘氧化而干扰测铜。
碘化亚铜吸附碘,会使测铜结果偏低,加入硫氰酸钾可以发生如下的置换反应,而消除因碘化亚铜结晶中吸附碘而造成的偏差。
CU2I2+2KCNS=Cu2(CNS)2↓+2KI
根据上述反应,硫氰酸钾的加入,不只是消除碘化亚铜沉淀吸附碘的影响,更有意义的事:
还可以节约较昂贵的碘化钾用量。
但加入硫氰酸钾之前应检查是否含还原剂?
!
某些硫氰酸钾(分析纯)中含还原剂,致使测铜结果偏低!
采取在硫氰酸钾溶液中,加碘至黄色,淀粉溶液作指示剂,再以硫代硫酸钠溶液消除过加的碘,以备用。
EDTA二钠、硫脲络合铜之后,碘化钾不能再与Cu2+反应。
9.铁:
Fe3+、[Fe(CN)6]3-在酸性溶液中与碘化钾作用,发生氧化还原反应,并析出游离碘。
2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
2K2[Fe(CN)6]+2KI=2K4[Fe(CN)6]+I2
上述反应若在一定酸度下,例如0.8N盐酸液中,则氧化还原反应定量进行。
这个反应曾被用作定量测铁之依据。
如果试样不含Cu2+,则可得到良好的结果。
上述反应中,加入F-则Fe3+生成[FeF6]3-型的稳定络离子。
碘化钾不再与络合物中之Fe3+发生氧化还原反应。
但降低PH至1左右时,AlCl3可以使Fe3+从[FeF6]3-络合中定量替换出来,又可氧化碘化钾。
Fe3++6NH4F=[FeF6]3-+6NH4+
[FeF6]3-+AlCl3=[AlF6]3-+Fe3++3Cl-
2Fe3++2KI=2Fe2++2K++I2
利用这些反应,可以先以碘氟法测铜,然后于测铜试液中加入AlCl3,则又析出碘,以硫代硫酸钠滴定之,以求铁的含量。
10.汞:
Hg22+与碘化钾作用,生成绿色碘化亚汞沉淀。
沉淀可部分地溶于过量试液中,并析出金属汞。
Hg2(NO3)2+2KI=2KNO3+Hg2I2↓
Hg2I2+2KI=K2[HgI4]+Hg↓
汞离子Hg2+与碘化钾作用,则生成红色碘化汞沉淀,HgI2易溶于过量碘化钾溶液中,生成无色络合物K2[HgI4]。
Hg(NO3)2+2KI=HgI2↓+2KNO3
HgI2+2KI=K2[HgI4]
在碱性(NaOH、KOH)溶液中,K2[HgI4]是氨的最灵敏的检查试剂。
虽极微量之氨,亦能使溶液呈显黄或橙色。
此试剂即所谓纳氏试剂。
2K2[HgI4]+3KOH+NH3.H2O=Hg2O.NH2.I+7KI+3H2O
纳氏试剂反应亦可应用检出微量汞。
可将氢氧化钾、碘化钾、氨水加到含Hg2+水试液中,则试液即显黄色。
反应同上。
K2[HgI4]络合物可被氧化剂如硫酸高铈氧化而析出游离碘。
K2[HgI4]+2Ce(SO4)2=HgI2+K2SO4+Ce(SO4)3+I2
11.铱:
Ir4+如高氯铱酸盐氧化碘化钾析出碘。
2K2IrCl6+2KI=2K3Ir
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- 碘化钾 金属 离子 反应