Yodometriya

Yodometriya, yodometrik titrlash deb nomlanuvchi, volumetrik kimyoviy tahlil usuli boʻlib, oksidlanish-qaytarilish titrlash boʻlib, bunda elementar yodning paydo boʻlishi yoki yoʻqolishi yakuniy nuqtani koʻrsatadi.

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 koʻkdan och sariq rangga oʻzgartirishiga olib keladi. Bu titrlashning oxirgi nuqtasini koʻrsatadi. Yodometriya odatda suv namunalarida oksidlovchi moddalar kontsentratsiyasini tahlil qilish uchun ishlatiladi, masalan, ekologik tadqiqotlarda kislorod bilan toʻyinganlik 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 boʻlgan 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 maʼlum hajmiga ortiqcha, ammo maʼlum miqdorda yodid qoʻshiladi, keyin oksidlovchi modda yodga oksidlanadi. Yod yodidli eritmada eriydi va toʻq jigarrang rangga ega boʻlgan 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 koʻrinishida yoziladi, chunki yodid ioni mol nisbati tahlili nuqtai nazaridan reaksiyada qatnashmagan. Chuqur koʻk rangning yoʻqolishi, yod-kraxmalli klatratning parchalanishi tufayli, oxirgi nuqtani belgilaydi.

Amaldagi qaytaruvchi vosita tiosulfat boʻlishi shart emas; kaliy xlorid, sulfitlar, sulfidlar, mishyak (III) va surma (III) tuzlari odatda pH 8 dan yuqori boʻlganda qoʻllanadigan muqobillardir .

Past pHda tiosulfat bilan quyidagi reaksiya yuzaga kelishi mumkin:

S₂O2−3 + 2 H⁺ → SO₂ + S + H₂O

Muayyan reduktiv moddalarni oʻz ichiga olgan baʼzi reaksiyalar maʼlum bir pH da qaytarilishi mumkin, shuning uchun tahlilni oʻtkazishdan 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 boʻlganda qaytariladi.

Yodning uchuvchanligi ham titrlashda xatolik manbai hisoblanadi, buni ortiqcha yodid mavjudligini taʼminlash va titrlash aralashmasini sovutish orqali samarali tarzda oldini olish mumkin. Kuchli yorugʻlik, nitrit va mis ionlari yodidning yodga aylanishini katalizlaydi, shuning uchun namunaga yodid qoʻshilishidan 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 qoʻshish tavsiya etiladi. Standart yod eritmasi asosiy standartlar boʻlgan 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 oʻzining koʻp oʻzgarishi bilan volumetrik tahlilda juda foydali. Misollar mis (II), xlorat, vodorod peroksid va erigan kislorodni aniqlashni oʻz 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 taʼsirida ajralib chiqadigan xlorga ishora qiladi. Yodometriya odatda sayqallash harakati uchun javob beradigan oqartirgichdagi gipoxloritning faol miqdorini aniqlash uchun qoʻllanadi. Bu usulda namunaning maʼlum hajmiga ortiqcha, ammo maʼlum miqdorda yodid qoʻshiladi, 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 boʻlib, namunaga maʼlum va ortiqcha miqdorda yodid qoʻshiladi:

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 qoʻshiladi.

Gidrogensulfitlar va sulfitlarni aniqlash

Sulfitlar va vodorodsulfitlar kislotali muhitda yodni osongina yodidga kamaytiradi. Shunday qilib, suyultirilgan, ammo ortiqcha miqdorda standart yod eritmasi namunaning maʼlum hajmiga qoʻshilsa, mavjud boʻlgan 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 yerda yod toʻgʻridan-toʻgʻri ishlatiladi)

Sulfidlar va vodorodsulfidlarni aniqlash

Namunadagi sulfid miqdori sulfitlar uchun tavsiflanganidek aniq aniqlanishi mumkin boʻlsa-da, natijalar koʻpincha yomon va notoʻgʻri. Yuqori aniqlikdagi yaxshiroq, muqobil usul mavjud boʻlib, u namunaga ortiqcha, ammo maʼlum boʻlgan standart natriy arsenit eritmasini qoʻshishni oʻz ichiga oladi, bunda mishyak trisulfidi choʻkadi:

As₂O₃ + 3 H₂S → As₂S₃ + 3 H₂O

Keyin ortiqcha mishyak trioksidi kraxmal indikatori yordamida standart yod eritmasiga titrlash orqali aniqlanadi. Eʼtibor bering, eng yaxshi natijalarga erishish uchun sulfid eritmasi 0,01 M dan katta boʻlmagan 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 oʻng tomonda joylashgan, ammo deyarli neytral eritmada teskari boʻladi. Bu geksatsianoferrat (III) tahlilini qiyinlashtiradi, chunki yodid va tiosulfat kuchli kislotali muhitda parchalanadi. Reaksiyani yakunlash uchun kaliy ionlarini oʻz ichiga olgan reaktsiya aralashmasiga ortiqcha miqdordagi rux tuzi qoʻshilishi mumkin, bu geksatsianoferrat (II) ionini miqdoriy ravishda choʻktiradi:

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

Yogʻingarchilik ozgina kislotali muhitda sodir boʻladi, 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