Йодометричне визначення

Йодометричне визначення кисню проводять у два етапи: фіксують розчи­нений кисень відразу на місці відбирання проби води і титрують пробу; тит­рування можна виконувати через деякий час після фіксування, але не пізніше ніж через 1 добу. Метод використовують для аналізу незабарвлених або слабко забарвлених вод із вмістом кисню не менш як 0,05 мг 0₂/дм³.

Принцип методу. Метод ґрунтується на взаємодії розчиненого у воді кис­ню з гідроксидом мангану в лужному середовищі:

2Мn(ОН)₂↓ + 0₂ = 2МnО(ОН)₂↓.

При цьому розчинений кисень фіксується. Далі, під час розчинення осаду МnО(ОН)₂ в кислоті (рН < 1) за надлишку йодиду калію, виділяється йод, кількість якого еквівалентна вмісту розчиненого кисню:

МnО(ОН)₂↓ + 2КІ + 2Н₂S0₄ = МnSО₄ +І₂ + К₂S0₄ + 3H₂0.

Йод, що виділився, титрують розчином тіосульфату натрію за наявності крохмалю як індикатору:

І₂ + 2Nа₂S₂0₃ = 2NаІ + Nа₂S₄0₆.

За об'ємом витраченого на титрування розчину тіосульфату натрію обчис­люють вміст кисню у воді.

Визначенню кисню цим методом заважають великі кількості суспендова­них часточок (зависей). Їх видаляють добавлянням до 1 дм³ проби води перед фіксуванням кисню 10 см³ 10%-го розчину алюмокалієвого галуну і 2 см³ концентрованого розчину аміаку. Після відстоювання пробу за допомогою сифона переносять у кисневу склянку. Якщо проба містить органічні зависі, що погано осідають, то її прояснюють. Для цього відразу після відбирання до 1дм³ проби води добавляють 10 см³ суміші розчинів сульфамінової кислоти і хлориду ртуті (32 г сульфамінової кислоти розчиняють у 450 см³ бідистильо- ваної води; 54 г хлориду ртуті розчиняють при нагріванні у 450 см³ бідисти- льованої води; обидва розчини змішують і доводять об'єм бідистильованою водою до 1 дм³).

Якщо у пробі води вміст нітритного азоту перевищує 0,05 мг N/дм³, то пе­ред розчиненням осаду МnО(ОН)₂ у кислоті в склянку вносять кілька кра­пель 5%-го розчину азиду натрію або 40%-го розчину сульфамінової кислоти чи сечовини.

Якщо вміст заліза(ІІІ) понад 1 мг Fе/дм³, то до проби перед розчиненням гідроксидів у кислоті добавляють 1 см³ 40%-го розчину фториду калію. Після підкислення проби швидко відтитровують йод, який виділився.

Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви

Калібрування кисневих склянок. Суху склянку з пробкою зважують з точністю до 0,01 г, заповнюють її по вінця дистильованою водою, закривають пробкою так, щоб не залишилося бульбашок повітря, витирають досуха і зно­ву зважують. Об'єм склянки V₁ (см³) обчислюють за рівнянням:

V₁ =

де m₁ — маса склянки з водою, г; m₂ — маса пустої склянки, г; d — густина води за температури зважування, г/см³ (за температур 15, 20 і 25 °С сі відпо­відно дорівнює 0,998; 0,997 і 0,996 г/см³).

Реактиви

Розчин хлориду мангану(ІІ): 210 г МСІ₂·4Н₂0, х.ч., розчиняють у 200 см³ дистильованої води. Розчин фільтрують і доводять об'єм до 500 см³ дистильованою водою. Замість МnСІ₂·4Н₂0 можна брати МnS0₄·4Н₂0 в кількості 240 г або МnS0₄·2Н₂0 в кількості 200 г.

Лужний розчин йодиду: 15,0 г КІ, х.ч., або 13,6 г КаІ, х.ч., роз­чиняють у 20 см³ дистильованої води, а також 50 г КаОН, х.ч., або 70 г КОН, х.ч., розчиняють у 50 см³ дистильованої води. Отримані розчини змішують у мірній колбі і доводять об'єм дистильованою водою до 100 см³. Якщо розчин виявиться каламутним, його філь­трують крізь скляну вату або відстоюють упродовж 15 - 20 діб. Лужний розчин йодиду зберігають у закритій пробкою склянці з темного скла в темному місці.

Щоб перевірити придатність розчину для використання, 2 см³ його вносять у колбу, в якій міститься 100 см³ дистильованої води і 5 см³ розбавленого (1 : 4) розчину сірчаної кислоти. Після добавлян­ня 5 см³ розчину крохмалю синє забарвлення має бути відсутнім.

Розчин сірчаної кислоти (1 : 4): до 400 см³ дистильованої води добавляють невеликими порціями при перемішуванні 100 см³ концентрованої Н₂SО₄, х.ч.

Розчин крохмалю: 0,5 г розчинного (рисовий, пшеничний, маї­совий) крохмалю розчиняють у 100 см³ холодної дистильованої во­ди і нагрівають при перемішуванні до кипіння. Щоразу перед ро­ботою готують свіжий розчин крохмалю.

Розчин дихромату калію, 0,02 моль-екв/дм³: 0,980 ± 0,001 г К₂Сr₂О₇, х.ч., висушеного при 180 - 200 °С упродовж 1,5 - 2 год, роз­чиняють у дистильованій воді й доводять об'єм розчину до 1 дм³ у мірній колбі.

Розчин тіосульфату натрію, 0,02 моль-екв/дм³: 2,5 г Nа₂S₂0₃·5Н₂0 розчиняють в 1 дм³ дистильованої води, яку попе­редньо кип'ятять упродовж 1,5 год і охолоджують до кімнатної температури. Зберігають у склянці з темного скла.

Концентрацію розчину перевіряють щотижня. Для цього в конічну колбу місткістю 250 см³ наливають приблизно 100 см³ дистильованої води, всипа­ють 1 г сухого КІ, після його розчинення добавляють піпеткою точно 15 см³ розчину К₂Сr₂О₇ концентрацією 0,02 н і 5 см³ Н₂SО₄ (1 : 4). Ретельно перемі­шують і титрують розчином тіосульфату натрію до появи світло-жовтого забарвлення. Після цього добавляють 1 см³ розчину крохмалю і продовжують титрувати до зникнення синього забарвлення.

Концентрацію тіосульфату С₁ (моль-екв/дм³) обчислюють за рівняннм

С₁=

С₂ — концентрація розчину К₂Сr₂О₇, моль-екв/дм³; V₂ — об'єм розчину дихромату калію, взятий на титрування, см³; V₂ — об'єм розчину тіосульфату натрію, витрачений на титрування, см³.