Yodometriya

Yodometriya, yodometrik titrlash deb nomlanuvchi, volumetrik kimyoviy tahlil usuli bo'lib, oksidlanish-qaytarilish titrlash bo'lib, bunda elementar yodning paydo bo'lishi yoki yo'qolishi yakuniy nuqtani ko'rsatadi.

Esda tutingki, yodometriya tahlil qiluvchi modda bilan reaksiya natijasida ajralgan yodni bilvosita titrlashni oʻz ichiga oladi, yodimetriya esa yodni titrant sifatida toʻgʻridan-toʻgʻri titrlashni oʻz ichiga oladi.

Natriy tiosulfat yordamida redoks titrlash,Na₂S₂O₃ (odatda) qaytaruvchi vosita sifatida yodometrik titrlash deb ataladi, chunki u yodni titrlash uchun maxsus ishlatiladi. Yodometrik titrlash eritmadagi oksidlovchi moddaning kontsentratsiyasini aniqlashning umumiy usuli hisoblanadi. Yodometrik titrlashda indikator sifatida kraxmal eritmasidan foydalaniladi, chunki u kraxmalni singdira oladiI₂ bu ozod qilingan. Ushbu yutilish eritmaning standartlashtirilgan tiosulfat eritmasi bilan titrlanganda rangini quyuq ko'kdan och sariq rangga o'zgartirishiga olib keladi. Bu titrlashning oxirgi nuqtasini ko'rsatadi. Yodometriya odatda suv namunalarida oksidlovchi moddalar kontsentratsiyasini tahlil qilish uchun ishlatiladi, masalan, ekologik tadqiqotlarda kislorod bilan to'yinganlik yoki suzish havzasi suvini tahlil qilishda faol xlor .

Yodometrik titrlash aralashmasining rangi oxirgi nuqtadan oldin (chapda) va keyin (o'ngda).

Asosiy tamoyillar

Yod-kraxmal kompleksi bo'lgan suyultirilgan eritmalar. Kraxmalni indikator sifatida ishlatish so'nggi nuqtada (to'q ko'kdan rangsizgacha) aniqroq rang o'zgarishini yaratishga yordam beradi. Yuqoridagi rang oxirgi nuqtaga yetguncha ko'rinadi.

Namunaning ma'lum hajmiga ortiqcha, ammo ma'lum miqdorda yodid qo'shiladi, keyin oksidlovchi modda yodga oksidlanadi. Yod yodidli eritmada eriydi va to'q jigarrang rangga ega bo'lgan triiodid ionlarini beradi. Keyin triiodid ion eritmasi kraxmal indikatori yordamida yana yodid olish uchun standart tiosulfat eritmasiga nisbatan titrlanadi:

I−3 + 2 e⁻ ⇌ 3 I⁻ (E⁰ = +0.54V)

Tiosulfat pasayish potentsiali bilan

S₄O2−6 + 2 e⁻ ⇌ 2 S₂O2−3 (E⁰ = +0.08 V)

Umumiy reaktsiya quyidagicha:

I−3 + 2 S₂O2−3 → S₄O2−6 + 3 I⁻ (E_reaction = +0.46 V)

Oddiylik uchun tenglamalar odatda triiodid ioni emas, balki suvli molekulyar yod ko'rinishida yoziladi, chunki yodid ioni mol nisbati tahlili nuqtai nazaridan reaksiyada qatnashmagan. Chuqur ko'k rangning yo'qolishi, yod-kraxmalli klatratning parchalanishi tufayli, oxirgi nuqtani belgilaydi.

Amaldagi qaytaruvchi vosita tiosulfat bo'lishi shart emas; kaliy xlorid, sulfitlar, sulfidlar, mishyak (III) va surma (III) tuzlari odatda pH 8 dan yuqori bo'lganda qo'llaniladigan muqobillardir .

Past pHda tiosulfat bilan quyidagi reaksiya yuzaga kelishi mumkin:

S₂O2−3 + 2 H⁺ → SO₂ + S + H₂O

Muayyan reduktiv moddalarni o'z ichiga olgan ba'zi reaksiyalar ma'lum bir pH da qaytarilishi mumkin, shuning uchun tahlilni o'tkazishdan oldin namuna eritmasining pH qiymatini ehtiyotkorlik bilan sozlash kerak. Masalan reaksiya

qiymatini ehtiyotkorlik bilan sozlash kerak. Masalan, reaktsiya:

H₃AsO₃ + I₂ + H₂O → H₃AsO₄ + 2 H⁺ + 2 I⁻

pH 4 dan past bo'lganda qaytariladi.

Yodning uchuvchanligi ham titrlashda xatolik manbai hisoblanadi, buni ortiqcha yodid mavjudligini ta'minlash va titrlash aralashmasini sovutish orqali samarali tarzda oldini olish mumkin. Kuchli yorug'lik, nitrit va mis ionlari yodidning yodga aylanishini katalizlaydi, shuning uchun namunaga yodid qo'shilishidan oldin ularni olib tashlash kerak.

Uzoq muddatli titrlash uchun yodidning havoda yodga oksidlanishini oldini olish uchun Erlenmeyer kolbasidan havoni siqib chiqarish uchun titrlash aralashmasiga quruq muz qo'shish tavsiya etiladi. Standart yod eritmasi asosiy standartlar bo'lgan kaliy yodid va kaliy yodiddan tayyorlanadi:

IO−3 + 8 I⁻ + 6 H⁺ → 3 I−3 + 3 H₂O

Dietil efir va uglerod tetraklorid kabi organik erituvchilardagi yod asetonda erigan natriy tiosulfatga nisbatan titrlanishi mumkin. 

Yodning standart eritmasi, yodometrik tahlil uchun ampulada muhrlangan.

lovalar

Yodometriya o'zining ko'p o'zgarishi bilan volumetrik tahlilda juda foydali. Misollar mis (II), xlorat, vodorod peroksid va erigan kislorodni aniqlashni o'z ichiga oladi:

2 Cu²⁺ + 4 I⁻ → 2 CuI + I₂

6 H⁺ + ClO−3 + 6 I⁻ → 3 I₂ + Cl⁻ + 3 H₂O

2 H⁺ + H₂O₂ + 2 I⁻ → I₂ + 2 H₂O

2 H₂O + 4 Mn(OH)₂ + O₂ → 4 Mn(OH)₃

2 Mn³⁺ + 2 I⁻ → I₂ + 2 Mn²⁺

Mavjud xlor, suyultirilgan kislotalarning gipoxloritga ta'sirida ajralib chiqadigan xlorga ishora qiladi. Yodometriya odatda sayqallash harakati uchun javob beradigan oqartirgichdagi gipoxloritning faol miqdorini aniqlash uchun qo'llaniladi. Bu usulda namunaning ma'lum hajmiga ortiqcha, ammo ma'lum miqdorda yodid qo'shiladi, unda faqat faol ( elektrofil ) yodidni yodga oksidlashi mumkin. Yod miqdori va shuning uchun faol xlor miqdori yodometriya bilan aniqlanishi mumkin.

Mishyak (V) birikmalarini aniqlash yod eritmasini natriy arsenit bilan standartlashtirishning teskarisi bo'lib, namunaga ma'lum va ortiqcha miqdorda yodid qo'shiladi:

As₂O₅ + 4 H⁺ + 4 I⁻ ⇌ As₂O₃ + 2 I₂ + 2 H₂O

Antimon (V) birikmalarini tahlil qilish uchun surma (III) mahsulotini eritish uchun bir oz tartarik kislota qo'shiladi.

Gidrogensulfitlar va sulfitlarni aniqlash

Sulfitlar va vodorodsulfitlar kislotali muhitda yodni osongina yodidga kamaytiradi. Shunday qilib, suyultirilgan, ammo ortiqcha miqdorda standart yod eritmasi namunaning ma'lum hajmiga qo'shilsa, mavjud bo'lgan oltingugurt kislotasi va sulfitlar yodni miqdoriy jihatdan kamaytiradi:

SO2−3 + I₂ + H₂O → SO2−4 + 2 H⁺ + 2 I⁻

HSO−3 + I₂ + H₂O → SO2−4 + 3 H⁺ + 2 I⁻

(Ushbu dastur yodimetriya titrlash uchun ishlatiladi, chunki bu erda yod to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi)

Sulfidlar va vodorodsulfidlarni aniqlash

Namunadagi sulfid miqdori sulfitlar uchun tavsiflanganidek aniq aniqlanishi mumkin bo'lsa-da, natijalar ko'pincha yomon va noto'g'ri. Yuqori aniqlikdagi yaxshiroq, muqobil usul mavjud bo'lib, u namunaga ortiqcha, ammo ma'lum bo'lgan standart natriy arsenit eritmasini qo'shishni o'z ichiga oladi, bunda mishyak trisulfidi cho'kadi:

As₂O₃ + 3 H₂S → As₂S₃ + 3 H₂O

Keyin ortiqcha mishyak trioksidi kraxmal indikatori yordamida standart yod eritmasiga titrlash orqali aniqlanadi. E'tibor bering, eng yaxshi natijalarga erishish uchun sulfid eritmasi 0,01 M dan katta bo'lmagan sulfid konsentratsiyasi bilan suyultirilishi kerak.

Geksatsianoferrat (III) ni aniqlash

Geksatsianoferrat (III) eritmasiga yodid qo‘shilsa, quyidagi muvozanat hosil bo‘ladi:

2 [Fe(CN)₆]³⁻ + 2 I⁻ ⇌ 2 [Fe(CN)₆]⁴⁻ + I₂

Kuchli kislotali eritma ostida yuqoridagi muvozanat o'ng tomonda joylashgan, ammo deyarli neytral eritmada teskari bo'ladi. Bu geksatsianoferrat (III) tahlilini qiyinlashtiradi, chunki yodid va tiosulfat kuchli kislotali muhitda parchalanadi. Reaksiyani yakunlash uchun kaliy ionlarini o'z ichiga olgan reaktsiya aralashmasiga ortiqcha miqdordagi rux tuzi qo'shilishi mumkin, bu geksatsianoferrat (II) ionini miqdoriy ravishda cho'ktiradi:

2 [Fe(CN)₆]³⁻ + 2 I⁻ + 2 K⁺ + 2 Zn²⁺ → 2 KZn[Fe(CN)₆]⁻ + I₂

Yog'ingarchilik ozgina kislotali muhitda sodir bo'ladi, shuning uchun kuchli kislotali muhitda yodid va tiosulfatning parchalanishi muammosidan qochadi va geksasiyanoferrat (III) odatdagidek yodometriya bilan aniqlanishi mumkin.

Manbalar

1https://www.vedantu.com/chemistry/analytical-chemistry

2 CRC Handbook of Chemstry and Physics