Объемное определение йода по Драгомировой, в модификации Глущенко и Миненковой
В литературе опубликовано несколько вариантов объемного метода определения йода, в которых описаны некоторые изменения и дополнения метода Драгомировой, упрощающие или ускоряющие определение.
Нами описан вариант данного метода по А.В. Глущенко и Е.П. Миненковой, которые рекомендуют прямое открытое сжигание органических веществ в присутствии раствора поташа (пропитывание насыщенным раствором K2CO3), что предотвращает потерю йода при высокой температуре, а также исключают первую операцию в прописи Драгомировой (экстракция разбавленной соляной кислотой и затем раствором поташа).
Ход анализа. Навеску растертой до состояния пудры почвы (2—4 г) помещают в платиновую чашку, прибавляют раствор поташа (1:1) при соотношении почва : раствор К2СО3 = 1 : 6. Чашку с содержимым ставят на водяную баню и упаривают до пастообразного состояния, а затем сушат в термостате вначале при 100—105°. и под конец при 170°. При выпаривании содержимое чашки периодически перемешивают круговым движением для разрушения. корки, образующейся на поверхности раствора, чтобы предотвратить разбрызгивание раствора при пробулькивании через пленку пузырьков газа. Выпаривание идет медленно и иногда продолжается до 2 суток.
После высушивания производят спекание почвы с поташем в муфельной лечи. Содержимое чашки перед спеканием покрывают сухим поташем (около 2 г), чтобы предотвратить потери йода во время спекания, и чашку ставят в холодный муфель. Спекают 3—4 часа при постепенном повышении температуры до 430°: первый час — при 300°, второй и третий — температуру повышают до 430° и при этой температуре чашку выдерживают только 5 мин. Хорошо спекшаяся масса имеет серую или бурую окраску. При высоком содержании гумуса в почвах время спекания удлиняют до 5—6 час. и через каждые 1,5 часа чашку вынимают, охлаждают, окапывают 2—3 мл 10%-ного раствора поташа, ставят в холодный муфель и опять постепенно повышают температуру до 430°.
При таком постепенном повышении температуры при озолении происходит более полный и равномерный отвод газов и продуктов сухой перегонки, а также предупреждается обволакивание несгоревших органических частиц продуктами легкоплавких компонентов золы. После полного озоления материала приступают к экстракции йода из пека, для чего в охлажденную чашку прибавляют 5—6 мл бидистиллированной воды, содержимое чашки тщательно перемешивают и растирают стеклянным пестиком до однородной вязкой пасты. Если воды прибавлено много, то перед растиранием для получения пасты в чашку прибавляют сухой поташ. Затем для извлечения йода в чашку приливают 7—8 мл 96 %-ного этилового спирта, очень хорошо растирают и перемешивают всю массу со спиртом в течение 5—10 мин. и прозрачный спиртовый раствор над осадком сливают в коническую колбу на 100 мл -с притертой пробкой. Экстрагирование спиртом повторяют 8—10 раз. Остаток пека выбрасывают, а экстракт переносят из колбы в платиновую чашку (можно в фарфоровую), прибавляют 2—3 капли 10 %-ного раствора поташа и удаляют спирт осторожным выпариванием на водяной бане, не допуская кипения спирта. Сухой остаток на дне и стенках чашки должен быть белым. Если остаток окрашен в желтые тона, то следует дополнительно прокалить чашку (20—30 сек.) на открытом пламени газовой горелки или в нагретом до 450° муфеле.
Белый остаток в чашке, содержащий весь йод, извлеченный из почвы, количественно растворяют небольшими порциями (около 3 мл) бидистиллированной воды (5 раз), раствор каждый раз переносят в коническую колбу (на 50 мл) и в полученном минерализате определяют йод йодометрическим объемным методом. Для этого раствор подкисляют серной кислотой (1:1) до pH 2—3, кислотность контролируют по универсальному индикатору, нанося на бумагу капли раствора капилляром. В подкисленный раствор прибавляют свежеприготовленную бромную воду (3—4 капли) для окисления йодида в йодат, перемешивают и для равномерного кипения прибавляют на кончике ножа тальк. Колбу ставят на предварительно нагретую электроплитку среднего нагрева и кипятят при частом перемешивании 10 мин., упаривают раствор примерно до 5 мл. Стенки колбы смывают раствором, наклоняя и вращая колбу.
Во время кипячения бром, не вступивший в реакцию с йодидом, улетучивается вместе с парами воды, а йодиды окисляются до йодатов по реакции
КJ + 3Вr2 + ЗН2O = КJO3 + 6НВr.
После охлаждения в раствор прибавляют 2—3 кристаллика йодистого калия (в пятикратном количестве к ожидаемому содержанию йода в навеске почвы) и 1 мл 0,5 %-ного свежеприготовленного раствора крахмала. Избытка KJ следует избегать, так как вместо синей окраски йодкрахмального комплекса может получиться лиловая, что будет мешать определению конечной точки титрования. В кислой среде KJ, взаимодействуя с KJO3, выделяет эквивалентное количество свободного йода по уравнению: KJO3 + 5KJ + 3H2SО4 = 3H2О + 3K2SО4 + 3J2. Выделившийся йод оттитровывают из микробюретки 0,001 н. раствором тиосульфата. Реакция протекает по схеме: J2 + 2Na2S2О2 = 2NaJ + Na2S4O6. Для сравнения окраски обязательно ставят холостой опыт с дистиллированной водой, подкисленной и обработанной бромом и всеми реактивами, с которыми работают в данный день. Из результатов титрования вычитают данные холостого опыта.
Вычисление содержания йода по результатам титрования производят по следующей формуле
М = 21,15vn/m,
где M — количество J в 1 кг почвы, мг; 21,15 — по условиям реакции на 1 моль йодата приходится 6 атомов йода, т. е. 126,9 : 6 = 21,15; отсюда 1 мл 1 н. раствора тиосульфата эквивалентен 21,15 мг или 21 150 мкг йода; v — количество тиосульфата, пошедшее на титрование, мл; n — нормальность тиосульфата и m — навеска почвы, г.
Описанный вариант объемного метода определения йода в почвах позволяет определять содержание иода с погрешностью около 7—8% при малой и 2—3% при средней и высокой концентрации его в почвах. Абсолютная чувствительность определения 3,2*10в-7 % в растворе; коэффициент варьирования данных равен 1,6-1,5%.
Реактивы. Реактивы для определения йода должны быть «химически чистыми» или «особо чистыми». Основной подготовкой к анализам является приготовление очищенных от йода реактивов.
1. Поташ. Отвешивают 3 г-экв щавелевой кислоты и 3 г-экв поташа, растворяют в почти кипящей воде раздельно — поташ в 400 мл и щавелевую кислоту в 600 мл. Горячие растворы фильтруют, затем смешивают в литровом стакане и выпаривают до начала выпадения кристаллов. К горячему раствору прибавляют половинный объем этилового спирта, чтобы понизить растворимость оксалата калия. После охлаждения осадок отфильтровывают через воронку Бюхнера. Осадок дважды промывают небольшим количеством этилового спирта и переносят в платиновую или фарфоровую чашку, подсушивают и помещают в холодный муфель, где прокаливают при 600—650° 2—3 часа. При прокаливании выделяется CO, поэтому прокаливать необходимо в вытяжном шкафу.
2. Йодистый калий. Перекристаллизовывают из воды. Для увеличения выхода соли в охлажденный раствор с кристаллами прибавляют этиловый спирт, выпавшую соль отсасывают или фильтруют и промывают небольшим количеством этилового спирта, просушивают между листами фильтровальной бумаги и хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой.
3. Этиловый спирт перегоняют, добавив поташ для связывания йода.
4. Бидистиллированная вода — перегоняют с поташем и KMnO4.
5. Тальк — промывают соляной кислотой (1 : 5) и водой, затем высушивают и прокаливают в муфеле.
6. Тиосульфат, 0,001 н. Готовят перед титрованием разбавлением в 100 раз 0,1 н. раствора тиосульфата водой без CO2, проверяют обычным способом его титр.
7. Бромная вода. Готовят в день анализов. Бром должен быть свободен от йода.
8. Серная кислота особой чистоты (без йода).
9. Крахмал, 0,5%-ный раствор. Свежеприготовленный из растворимого крахмала при непродолжительном нагревании.
