03.11.2018
03.11.2018
01.11.2018
31.10.2018
31.10.2018
27.10.2018
27.10.2018
12.10.2018
12.10.2018
08.10.2018
Определение малых количеств йода в почвах
 04.09.2012

В основу предлагаемого метода определения йода положен метод, принятый в Биохимической лаборатории АН СССР, обстоятельно разработанный М.А. Драгомировой. Он основан на переводе всех йодистых соединений путем окисления йодидов (J) в йодат (JО3) по уравнению:

Определение малых количеств йода в почвах

В результате реакции выделяется шестикратное количество свободного йода, что особенно важно при титровании его тиосульфатом, так как значительно повышает точность определения.
Для связывания избытка брома в титруемый раствор йода прибавляют фенол, образующий с бромом прочное соединение бромфенолят (Коренман).
Для определения йода должна быть подобрана соответственно с методом хорошо откалибрированная микропосуда: бюретки, пипетки и т. д. В комнате, где ведется определение йода, не должно быть никаких йодсодержащих препаратов. Чистые соли следует приготовлять отдельно, в другой комнате. Более всего искажает результаты определения йода загрязненность реактивов, поэтому подготовка чистых, совершенно свободных от йода реактивов является важнейшей частью работы.
Разрушение органических веществ при анализе на йод можно проводить двумя способами: а) непосредственным озолением в присутствии щелочей и б) мокрым сожжением в кислотах.
Метод открытого сожжения с К2СО3 более прост и при аккуратном выполнении гарантирует от заметной потери йода. Важно осторожно вести начальное обугливание, так как при этом возможна потеря йода.
Подготовка почв к анализу. Тщательно размельченную навеску почвы (1-2 г) предварительно обрабатывают 30-40 мл разбавленной соляной кислоты, а затем 30-40 мл горячего 10%-ного раствора поташа. Остаток почвы после обработки соляной кислотой и поташом промывают горячей водой, переносят в платиновый тигель и высушивают в сушильном шкафу при 105-110°. К сухому остатку добавляют пятикратное количество поташа. Постепенным нагреванием доводят содержимое тигля до спекания и далее нагревают до темно-красного каления (450-500°). Операция заканчивается после 3-4-минутного нагревания при постоянном встряхивании. Содержимое тигля смывают горячей водой в стакан и растворяют при нагревании. Кусочки нерастворившегося сплава растирают стеклянной палочкой.
Фильтрат и промывные воды соединяют с ранее полученными солянокислой и щелочной вытяжками, переносят в платиновую чашку и выпаривают на водяной бане досуха. Затем чашку с осадком высушивают при 150-170° и осадок обрабатывают этиловым спиртом.
Ход анализа. Сухую массу поташа, содержащую йод, смачивают небольшим количеством воды и тщательно растирают в платиновой чашке агатовым или яшмовым пестиком до получения однородной вязкой массы. Если такое состояние не наступает, добавляют немного поташа.
В полученную массу вносят 5-7 мл 96%-ного перегнанного осушенного этилового спирта и тщательно растирают в течение 5 мин. Затем прозрачный спиртовой экстракт осторожно сливают в другую платиновую чашку. Экстракцию повторяют еще два-три раза, и экстракты сливают вместе. В чашку с остатком добавляют 1-2 капли 10%-ного раствора поташа. Остаток сушат и осторожно прокаливают (до покраснения дна чашки) на небольшом пламени, затем повторяют экстракцию спиртом. Обычно для полного выделения йода делают девять экстракций, повторяя операцию прокаливания.
Общий объем всех спиртовых экстракций - 60-100 мл. Чашку с экстрактами ставят на слабокипящую водяную баню, нагреваемую на закрытой электрической плитке; спирт осторожно выпаривают досуха (не допускать кипения спирта). Сухой остаток, состоящий главным образом из поташа, высушивают в сушильном шкафу при 150°, после чего прокаливают на газовой горелке таким образом, чтобы дно платиновой чашки нагревалось не выше красного каления.
Если после полуминутного прокаливания массы в чашке останутся органические примеси, что видно по желтоватой окраске остатка, то его слегка смачивают водой, подсушивают и вновь прокаливают. На дне чашки остается едва заметный белый налет, содержащий весь йодид. Если в раствор спирта перешло много поташа, следует еще проэкстрагировать этот остаток спиртом. Затем тонкий налет солей, содержащихся в чашке, смывают 10 мл воды в коническую колбочку с широким горлышком емкостью 100 мл. Раствор подкисляют 2 каплями концентрированной H2SО4 и для окисления йодида в йодат к подкисленному раствору добавляют при помощи микропипетки 0,3 мл свежеприготовленной насыщенной бромной воды и затем добавляют с кончика ножа тальк для равномерного кипения.
После внесения всех реактивов колбочку устанавливают в наклонном положении на предварительно хорошо нагретой песчаной бане. Раствор кипятят 5 мин. В колбе остается после этого 5 мл раствора. Далее колбочку снимают, стенки ее осторожно обмывают содержимым посредством легкого движения руки, затем колбочку осторожно охлаждают в холодной ванне или непосредственно под краном. В охлажденную колбочку добавляют кристаллик йодистого калия (приблизительно пятикратное количество сравнительно с требуемым по реакции). Следует избегать избытка KJ в растворе, так как такой избыток в присутствии крахмала может вызвать окрашивание испытуемого раствора в лиловый цвет вместо синего, что затрудняет определение конца титрования. Выделившийся йод оттитровывают из микробюретки 0,001 н. раствором тиосульфата в присутствии свежеприготовленного 0,5%-ного раствора крахмала.
Многочисленные определения йода в чистых солях показали, что при соблюдении указанных правил окисления йода бромной водой всегда удается открыть 95-97% введенного йода, т. е. потеря его при окислении не превышает 3-5%.
Окисление йода бромной водой идет по уравнениям:
Определение малых количеств йода в почвах

После удаления избытка свободного брома выпариванием образовавшийся йодат реагирует в кислой среде с КJ по уравнению:
Определение малых количеств йода в почвах

Выделившийся йод титруется тиосульфатом:
Определение малых количеств йода в почвах

Найденное абсолютное количество йода во взятом количестве материала равно:
Определение малых количеств йода в почвах

Результаты анализа выражаются в мг/кг почвы. Точность опыта ±0,1 γ.
Коэффициент 21,15 вычислен следующим образом: 126,9 (атомный вес йода) - 1/6 (количество испытуемого йода) = 21,15.
Перед началом титрования производится контрольный опыт с дистиллированной водой, причем должны употребляться все те реактивы, которые приготовлены для титрования на данный день.
Реактивы. 1. Поташ. Раствор чистой щавелевой кислоты осторожно нейтрализуют едким кали или поташом. По окончании реакции нейтрализации добавляют небольшой избыток щавелевой кислоты (по лакмусу). Полученный раствор фильтруют, упаривают до начала выпадения кристаллов оксалата. К горячему раствору осторожно приливают половинный объем этилового спирта, чтобы понизить растворимость щавелевокислого калия. Выпавший осадок отсасывают от маточного раствора, промывают дважды небольшим количеством спирта и вновь перекристаллизовывают.
Перекристаллизацию повторяют два раза или более, в зависимости от чистоты исходного поташа или едкого кали, что следует проверять анализом. Полученный очищенный оксалат калия подсушивают, помещают (лучше в большой платиновой чашке) в холодный муфель, температуру которого постепенно повышают до 600-650°. После нескольких часов прокаливания весь оксалат превращается в поташ, который готов к употреблению. При прокаливании необходимо соблюдать указанный температурный режим, так как в противном случае образуется большое количество загрязняющего угля, который должен быть удален дальнейшим сильным и длительным прокаливанием. При сжигании оксалата происходит выделение ядовитого СО, поэтому сжигание нужно вести в тяге. Поташ, приготовленный из оксалата калия, при условии достаточного числа перекристаллизации, получается свободным или почти свободным от йода (с содержанием до 0,1 у йода в 1 г поташа).
2. Йодистый калий. Должен быть совершенно освобожден от свободного йода и йодатов. Для получения такого реактива обычный продажный йодистый калий перекристаллизовывают из воды. Выход соли увеличивается, если охлажденный раствор с кристаллами разбавить этиловым спиртом. Выпавшую соль отсасывают от маточного раствора, промывают небольшим количеством спирта, просушивают между листами фильтровальной бумаги, а затем на воздухе в затемненном месте и хранят в склянке темного стекла.
3. Этиловый спирт. Перегоняют над поташом.
4. Дистиллированная вода. Получают двукратной перегонкой с поташом и перманганатом калия.
5. Тальк. Промывают разбавленной соляной кислотой и горячей водой. Затем просушивают и прокаливают в муфеле.
6. 0,001 н. раствор тиосульфата. Готовят разбавлением в 100 раз прокипяченой водой отстоявшегося 0,1 н. раствора тиосульфата, точный титр которого известен. Полученный раствор неустойчив, и потому его готовят всегда перед титрованием. При приготовлении раствора необходимо пользоваться строго калибрированной пипеткой и колбой.
7. Бромная вода. Должна быть свежеприготовленной. Бром предварительно очищают перегонкой.
8. Серная кислота уд. веса 1,84.
9. 0,5%-ный раствор крахмала (свежеприготовленный). Готовят посредством растворения крахмала при непродолжительном нагревании.
После очистки все реактивы проверяют па отсутствие йода при помощи контрольных опытов.