Сараптаманаң талдаудың титриметриялық және гравиметриялық әдістері химиялық сараптаманың классикалық әдістеріне жатады

2S2O²3+I2=S4O²6+2I

Натрий тиосульфаты жұмыс ертіндісін йод, диохромат бойынша коцентрациясы орнатылған Na2S2O3*5H2O кристаллизацияланған препаратпен дайындайды.

2)Индикаторлар. Йод өзінің қызыл сары түсі ертіндіде жеткілікті интексивті және түссіз ертінділерді титрлегенде индикатордың көмегіне жүгінбейді. 100мл ертіндіде йодтың 1 тамшы 0,1м көзге қызыл сары түсі көрінеді. Титрлеу кезінде индикатор ретінде ерітіндіні көк түске бояйтын, крахмалдың йодпен қосылысын қолданады. Реакцияның сезімталдығы өте жоғары, йодтың түсіне қарағанда.

Йодометрия әдісі жалпы универсалды болып келеді. Йодометриялық түрде тотығу-тотықсыздану қасиетіне ие болмайтын заттар мен қышқылдарды, тотығу,тотықсыздануды анықтауға болады.

Йодометриялық әдіспен көптеген заттарды анықтауға болады: формальдегид, ацетат, қант, спирт, азот.

3)Йодометриялық титрлеу әдісі.

а) Тура титрлеу әдісі. Заттар йодпен жеңіл тотығатын калий йодидінде, йод ертіндісінің стандартты құрлысынсыз титрлейді. Осындай анықтаманы йодомертияның тура әдісімен тирлейді деп айтады. Бұл жолмен күшті тотықсыздандырғыштар сульфид, сульфат, тиосульфат т.б. анықталады.

б)Қайта титрлеу әдісі. Йодпен қиын тотығатын заттарды K[I3] ертіндісінің молдығымен заттардың тотығуына жетерліктей уақыт өткеннен кейін өңдейді. Осындай әдісті қайта йодометрия әдісімен титрлеу дап атайды.

в)Қосалқы әдіс. Тотығу тобыына жататын заттарды натрий, калий йодидімен өңдейді. Сонан соң нартий тиосульфат ертіндісінің стандартымен бөлінген йод эквивалент мөлшерімен титрлейді. Бұндай әдісті қосалқы йодометрия әдісінің анықтамасы деп атайды. осындай жолмен тотығатын перманганаттар, хроматтар, бихроматтар, йодиттер, хлор, бром, мыс ионы және т.б.

Йодометриялық титрлеуде төрт қателікті кездестіруге болады.

Метал емес(S²,I,Br); комплексті тотықсыздану-анионы (SO²3, SeO²3, FeO²3, S2O²3, SCN, CN, NO2) және т.б.

Б) Тотықтырғыштар. (Қайта титрлеу әдісімен) (Cr2O²7, MnO2, S2O²8, H2O2, Fe³, ClO3, HO3) және т.б.

в) Тотығу-тотықсыздану қасиеті жоқ заттар: Ca²-ионы, CaC2O4 тұндырылу түрінде; В³-ионы, BI[Kr(SCN)6] тұндырылу түрінде; Zn²-ионы, ZnC2O4 немесе Zn[Fe(CN)6] тұндырылу түрінде.

А)Ұшқыштығына байланысты йодтың жоғалулары. Титрлеуді келесі шарттарда өткізу керек: ұшып кету нәтижесінде йодты жоғалтуын болдырмау; суыққа және мүмкіндігінше жылдам, температураның жоғалуынан индикатор есебінде крахмалдың сезгіштігі төмендейді. Калий йодидінің көп болғанынан, йодтың бірыңғай ұшып кету салдарынан титрлеудің қателігі азаяды. Титрді ерітінді реакцияның аяқталуына дейін біраз уақыт тұра тұруы керек. Титрлеуді жонып тығындалған тығынмен жабдықталған колбада өткізу қажет.

Б) Иодометриялық титрлеуді сілтілік ортада өткізуге болмайды. Себебі йод сілтіге әсер етеді:
І₂ +2ОН ^- ІО ^-+І ^-+Н₂О
Ерітіндідегі ОН концентрациясы неғұрлым көп болса, соғұрлым тиосульфаттың көп бөлігі сульфатқа айналады. рН санының 9-дан аспауын қадағалап отыру керек.

В) І ^– ионының оттегімен тотықсыздануы.

Г) Тотықтырғыш йодидінің тотығу реакциясының аяқталуына уақыттың жеткіліксіздігі және тотықсыздандырғыш йодының тотықсыздануы. Титрлеу шарты бойынша (AsO^3-_, Cu²⁺, Cr ₂O ₇^2- және т.б. анықтаулар) тотығу-тотықсыздану реакциясынан толыққанды жетістік алу үшін қосымша уақыт қолдануға болады.

Д) Анықталатын тотықтырғыш пен J^- ионының арасындағы реакция жылдамдығы әдетте аздық етеді. Сондықатан бөлінген йодты титрлеуге тек біраз уақыт өткеннен кейін тотықтырғыш қосылғаннан соң ғана кіріседі.

Е) Элементарлы йодтың адсорбциясы. Йодометриялық титрлеуден алынған үстіңгі белсенді заттар мен кейбір тұнбаларлардың йодты ұстап тұратын қасиеті жоқ. Сондықтан да титрлеудің соңында тұнбадан тұратын титрлеуіш ерітіндіні мұқият араластыру керек немесе адсорбциялық йодты экстракциялау үшін органикалық ерітіндіні еңгізу керек.

Ж) Сақтау және қолдану процесіндегі тиосульфат пен стандартты йод ерітіндісінің өзгеруі. Қателіктерді болдырмас үшін бихромат бойынша тиосульфат титрін, ал йодты тиосульфат бойынша тексеріп отыру керек.

З) Реакцияның жүру жолына және де ерітінділердің құйылуына байланысты қолданылатын ерітінді концентрациясы әдісінің бұзылуын анықтау.

Нақты нәтиже алу үшін анықтауыш әдісті қатал ұстану керек.

5. 
   0,1н йод ерітіндісін дайындау.
   

Йод – металдық жылтыры бар, күңгірт –сұр кристалл, жеңіл сублимацияланады. Тығынмен тығындалған шынысы күңгірт банкада сақтайды. Қалыпты температурада ұшып кетеді, буы улы және шырын қабыршағына әсер етеді. Ч.д.а құрылғысы 99,8 % І₂ тұрады, ал тазасы 99,5 %.

6) Йодты тазалау. Сатылуға қойылған йод ІСl, IBr, ICl₃ қосылыстарынан және судан тұрады. Қосылыстардан йодты возгонкамен тазартады. Йодпен барлық жұмысты (возгонка және т.б) тартпа шкафта өткізген жөн. Йодты тек жабық ыдыста ғана таразылауға болады, себебі бу таразының металл бөлігінде коррозияны туғызады. 1л 0,1н ерітіндісін дайындау үшін 12,7г йод керек. Возгонка үшін есептелген саннан 25% көбірек алу керек., яғни 3,2 г. Ол 12,7+3,2=15,9 тең, яғни йод 16 г тең. Таразылау үшін технологиялық таразыда қажетті қақпағы бар ыдысқа йод қосып, тарирлейді. Содан соң бюксты қақпақпен жауып, таразылайды. Ал кейін 2 г кальций йодиді мен 8 г кальций қышқылын шыны ыдыста таразылайды. Йод калий йодидін галоид қосындысынан ығыстырады. Кальций қышқылын суды сорып алу үшін енгізеді. Барлық 3 заттың өлшендісін агатты ступкаға салады, тез арада пестикпен үгітеді және возгонкалау үшін колбаға еңгізеді. Қоспаны үгіту үшін фарфорлы ступка жарамайды, себебі оның кедір-бұдыр бетінде йод көп қалып қояды.

Возгонканы ыстыққа төзімді шыныдан жасалған колбада өткізеді. Оған қабықшалы тығын арқылы суық суы бар түтікшені орналастырады.

Колбаның түбін жанарғы жалынында жылытып, йодты тез айналдырумен возгонкалайды. Қыздыруды колбаның көлемі күнгірт-көгілдір түсті йод буымен толғанша жалғастырады, ал содан соң приборды асбест торында суыту үшін қалдырады. Йод буы түтікшенің салқын бетінде конденсацияланады. Колбадан түтікшесі бар тығынды абайлап шығарып алу қажет. Таразыланған бюкстағы кристалды йодты шыны таяқшамен тазалайды. Егер йод азайып қалса, онда возгонканы жалғастырады және алынған йодты бюкста таразылайды. Содан соң йодты СаСl₂, КОН үстінде экспедиторда 1-2 күнге кептіреді. Содан соң 12,7г возгонкаланған йодты калий йодидінің концентрациалы ерітіндісіне шашады (әрбір литрге берілген йод саны 35 гр калий йодидін алады және 25мл суда оны ерітіді). Калий йодидінде йод толық ерігенше толық шайқайды да, қажет суды қосады және жақсылап араластырады.

0,1 н йод ерітіндісін дайындау үшін 12,7 йод пен 35 г калий йодидін алады және 1л дейін сумен араластырады. 0,05 н йод ерітіндісін дайындау үшін 6,4 г йод пен 20г калий йодидін алу керек.

0.02 және 0.01н йод ерітіндісін дайындау үшін 0,1 н ерітіндісін 5-10 есе сұйылтады. Бұл йод ерітінділерінің тұрақтылығы төмен, олардың концентрациясын күнде бақылап отыру керек. Содан соң оларды 2-3 күн кептіреді және ерітіндінің нормасын келтіреді.

7) 0,1н йод ерітіндісінің титрін 0,1н Na₂S₂O₃ ерітіндісіне орнықтыру

Ерітіндінің түзету коэффицентін К келесі формуламен табуға болады

көлемі, мл;

К₁ – К ерітіндісінің түзету коэффиценті

V₁ – титрлеуге алынған 0,1н йод ерітіндісінің

көлемі,мл.
Температураның кенеттен ауытқуы болмаса, 0,1н йод ерітіндісінің титрін айына 1 рет тексеруге болады. Бағанасы 0,02 тең сыйымдылығы 10мл су қосады және микробюреткадағы натрий тиосульфаты ерітіндісімен титрлейді де, титр соңында 1мл крахмал ерітіндісін қосады.

Еріткіш крахмалдың дайындалуы: 0,5 % ерітінді: 0,5 г крахмалды 5 мл суық суда араластырады. Қоспаны 100 мл қайнатылған суға баяулап құйып 2 – 3 мин қайнатады. Ерітіндіні жаңа даярланған түрде ғана қолданады.

8) 0,1 н Na₂S₂O_3· 5 Н₂О (натрий тиосульфаты)

Формула: Na₂S₂O₃· 5 Н₂О, молекулалық массасы: 248,18 Э _{Na2S2O3* 5 Н2О} =248,18

Тиосульфат натрийдің санын квалификацияда өлшеп, берілген есептегі жаңа қайнаған дистельденген 1 литр суда 25 г (24,819 г) тиосульфатты ерітеді. Алынған ерітіндіге Na₂S₂O₃ 0,2 г 1 л – ге көмірқышқыл газымен байланысқан стандартты ерітіндіге қосады.
CO^2-₃ + CO₂ + H₂O =2 HCO₃^-

Ерітіндіні 1 – 2 күнге қойып, кейін фильтрлейді.

9) Калий бихроматы бойынша стандартты тиосульфат ерітіндісінің титрін орналастыру.

Практикада тиосульфат ерітіндісінің титрін орнататын зат ретінде қондыру үшін , әдетте бихромат калий қолданады.

а)Титрлеу тәсілі

Калий дихроматы күшті тотықтырғыш дихромат ерітіндісі шамамен 0,1 н немесе 0,05 н дайындайды. Калий бихроматының ерітіндісін дайындау үшін аспамен 250 мл 0,1 н шамасында есептейді.

Колбаға пипеткамен 25 мл калий бихроматының дайын ерітіндісін еңгізеді. Калий иодидінің көлеміне сәйкес немесе 2 г қосады. Содан соң 10 мл 2 н. тұз немесе күкірт қышқылын қосып, жақсылап араластырады. Колбаны тығынмен жауып, 5 минут қараңғыда қояды, 200 мл сумен араластырады және бөлінген иодты натрий тиосульфатымен тирлейді. Бөлінген иодтың түсі қоңырдан лимонды – сарғыш түске ауысқанда 1 – 2 мл крахмал ерітіндісін қосады. Ерітіндінің ашық көк түсі эквивалент нүктесінде ашық жасыл түске айналады. Кейде титрлеу соңында ерітіндінің көгеруі байқалады.

Бірер минут өткеннен соң пайда болған көгеру ауа мен калий иодидінің тотығуынан пайда болуы мүмкін және де титрлеу нәтижесіне әсерін тигізбейді. Титрлеуді жасап болғаннан соң көгеру бірден болса, онда калий бихроматынан йодтың бөлінуі соңына дейін өтпеген және су ерте қосылған. Бұндай титрлеу қате және тәжірибені қайта жасау қажет.

I₂ + 2Na₂S₂O₃=2NaI + Na₂S₄O₆ (?)

Ерітіндіні жақсылап араластырып 5 – 10 мин қараңғыға қояды, 400мл сумен араластырады және бөлінген йодты 0,1 н Na₂S₂O₃ ерітіндісімен титрлейді. Титрлеген кезде ерітіндінің түсі қоңырдан сарғыш – жасылға ауыспағанша, шайқай береді. Сонда 1,5 - 2 мл крахмал ерітіндісін құйып, ерітінді көк түстен жасылға ауысқанша титрлей береді. Бос титрлеуді параллельді жүргізеді. 50 мл суға 2 г КІ, 8 мл концентрлі НСІ және 10 мл H₂SO₄ қосады және 400 мл сумен араластырады. Осыдан кейін 1,5 – 2 мл крахмал ерітіндісін қосады және жоғарыда айтылып кеткендей натрий тиосульфатымен титрлейді.

V – титрлеуге шығындалған 0,1 н H₂SO₃ ерітіндісінің

көлем, мл;

V₁ – бос титрлеуге шығындалған H₂SO₃

10) Калий перманганатының ерітіндісі бойынша натрий тиосульфатының ерітіндісінің титрін орналастыру

11) Формалиндегі формальдегидтің мөлшерін анықтау.

Формула: НСНО М _НСНО = 30,03

Формалиндегі формальдегидтің құрамын йодометриялық тәсілмен (кері титрлеу) анықтау. Ол йод формальдегидтің тотығуы мен артық йодтың тиосульфатпен титрлеуіне негізделген. Сілтілік ерітіндіде құмырсқа қышқылдық тұзының пайда болуымен йод арқылы формальдегид тотығады

Йодтың нақ 1 мл 0,1 н ерітіндісі формальдегидтің 0,0015008 г – на сәйкес келеді. Йодтың нақ 1мл 0,1 ерітіндісі формальдегидтің 0,003 г – не сәйкес келеді.

Жүріс анықтамасы. Тығыны бар 100 мл колбаға 0,2 г формальдегид ерітіндісін еңгізеді және колбаның белгісіне дейін жеткізіп дистельденген су құяды. 5 мл осы ерітіндіні, 20 мл 0,1 н йод ерітіндісін және 2 н NaOH ерітіндісін ашық сары түс пайда болғанша араластырады. 10 мин өткен соң 1,5 мл 2 н тұз қышқылын құяды және 0,1 н бос йодты тиосульфат ерітіндісімен титрлейді және соңында крахмал ерітіндісін қосады. Титрлеуді 2 – 3 рет қайталайды және орташа мәнін алады. (формальдегидтің эквивалент массасы Э _HCHO =15)

12) Аскорбин қышқылын анықтау.

Формуласы: C₆H₈O₆ М _C6H8O6=176,12

Аскорбин қышқылының мөлшерін анықтау оның йодпен тотығуына негізделген. Бұдан тотыққан формасы немесе дегидроформасы пайда болады.

1 мл 0,1н нақ йод ерітіндісіне 0,0088 г аскорбин қышқылымен титрлейді.

12) Сu²⁺ ионын анықтау.

Йодометрияның қолданатын басты аймағының бірі Сu^{2 +}-ды титриметриялық анықтау болып табылады. Қоспа анализында кең қолданылатын қосымша анықтау тәсілімен анықталады. Бұл анықтау реакцияға негізделген.

2Сu²⁺ + 4І^-=2 СuІ + І₂ (?)
Сu²⁺ йодидпен қалпына келуінің арқасында өзгеретін СuІ (ПР=10^-12) Сu эквивалент – граммы және мұнда CuSO₄ · 5H₂O грамм – атомы (63,54) мен грамм – молекулаға (249,7 CuSO₄ ·5H₂O) тең.

Жүріс анықтамасы. Титрлеу үшін колбаға өлшеуіш цилиндрмен 15 мл 20% -ды КІ ерітіндісін, 2 мл 2 М H₂SO₄ ерітіндісін және 25 мл зерттелетін ерітіндіні (аликвотты бөлігін) құяды. Колбаны шынымен жауып, қоспаны 5 мин қараңғыға қояды (реакцияның аяқталуы үшін). Содан соң ерітінідінің тұнбасы ашық сары түске боялғанда крахмал ерітіндісін қосып 5 мл титрлеу соңында Na₂S₂O₃ ерітіндісін титрлейді.

Na₂S₂O₃ ерітіндісінің 1 тамшысынан көк түсі жоғалып кетуі керек және бірнеше минуттан кейін қайта пайда болмауы тиіс. (СuI тұнбасы титрлеу соңында ақшыл сарғыш түске боялуы қажет). Титрлеуді нақтырақ 2 – 3 рет қайталайды және нәтиженің орташасын алады.

Шығару жолы.Ерітінідінің нормальдығын тауып, зерттеуші ерітіндіде қанша г – эквивалент мыс шығаратынын тауып алуға болады.

13) Na арсениті ерітіндісіндегі мышьякты анықтау.

Натрий арсениті ерітіндісіндегі мышьякты йодометрия арқылы анықтау келесі реакцияға негізделген

Шығару жолы: NaAsO₂ нормальдығын және мышьяктың массалық құрамын табады. Реакцияда As(III) 2 электронын беріп, As - қа дейін тотығады. Сондықтан 1 г – эквиваленті келесіге мынаған тең: