СПОСОБ ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЙОДИД-ИОНОВ Российский патент 2009 года по МПК G01N31/02 G01N21/59 

Описание патента на изобретение RU2377557C2

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения йода, и может быть использовано для его количественного анализа в различных объектах, например в водах (питьевых, поверхностных, артезианских, расфасованных минеральных и др.), в пищевых продуктах, продовольственном сырье.

Известны разнообразные методы определения йода и йодид-ионов.

Министерством здравоохранения РФ от 1.03.2002 г. рекомендован титриметрический метод анализа водных объектов для определения в них содержания йода в диапазоне концентраций 0,01-1 мг/дм3 [Методические указания. Определение йода в воде. / Министерство здравоохранения РФ, 1 марта 2002 г.]. Метод основан на окислении йодидов до йодатов в кислой среде бромной водой с восстановлением последних до свободного йода. Образовавшийся йод титруют раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала как индикатор. Нижний предел измерения йода в анализируемой пробе 10 мкг.

Этот метод имеет определенные недостатки. Для концентрирования проб рекомендуется упаривание проб и прокаливание сухих остатков, что удлиняет анализ. Для извлечения йода из прокаленного осадка требуется экстракция его этиловым спиртом, которую проводят в 2 приема. Полученный экстракт выпаривают на водяной бане, просушивают в сушильном шкафу и прокаливают. После растворения остатка ведут окисление йодидов, применяя бромную воду, т.е. эти операции являются длительными и связаны с использованием токсичного вещества - бромной воды. Определению мешают другие галогены.

Разработана методика определения валентных форм йода в воде в виде йодид-ионов на ртутно-пленочных электродах методом катодной инверсионной вольтамперометрии [Носкова Г.Н., Толмачева Т.П., Заичко А.В., Мерта А.Н. Определение валентных форм йода в воде методом катодной инверсионной вольтамперометрии. Тезисы докладов VII конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока», 2004 г.]. Валовое содержание йода определяют на фоне 0,4М муравьиной кислоты (Еэ=-0,10 В, tэ=10-60 с). Для восстановления йодат-ионов и йодорганических соединений до йодид-ионов и устранения мешающего влияния растворенных органических веществ, адсорбирующихся на поверхности электрода, пробу подвергают УФ-облучению в течение 600 с.

При определении йодид-ионов данным методом необходимо предварительное удаление растворенного кислорода, для чего используют инертный газ.

Недостатки этого метода - сложность оборудования, необходимого для УФ-облучения анализируемых проб, для деаэрации проб инертным газом, для выполнения метода инверсионной вольтамперометрии. Известны экстракционно-фотометрические методы определения йодид-ионов в виде окрашенных ионных пар, которые образуются с основными красителями, например, метиловым фиолетовым (экстракция бензолом или толуолом) или ферроином (экстракция нитробензолом) [З.Марченко. Фотометрическое определение элементов (перевод с польского). М.: Мир, 1971, 502 с.].

Недостаток этих методов - работа с токсичными экстрагентами типа бензол, нитробензол, толуол.

Известен фотометрический метод определения йодид-ионов, основанный на цветной реакции с крахмалом; предварительно йодид-ионы окисляют до йода, применяя в качестве окислителей нитраты или железо (III) [З.Марченко. Фотометрическое определение элементов (перевод с польского). М.: Мир, 1971, 502 с.2].

Чувствительность этого метода невелика, но возрастает в несколько раз, если окислять йодиды сначала до йодатов в кислой среде бромной водой, после чего провести восстановление последних до свободного йода с помощью йодида калия

I-+3Br2+3H2O=IO3-+6H++6Br-

KIO3+5KI+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O

Избыток брома удаляют кипячением или связывают фенолом с образованием трибромфенола. Молярный коэффициент поглощения йодкрахмального комплекса равен 1,08·105 при λ=590 нм.

Описанный метод имеет определенные недостатки. Они связаны с использованием сильно токсичных веществ - бромной воды и фенола. Удаление избытка брома кипячением требует достаточно много времени.

Задачей изобретения является упрощение фотометрического способа определения йодид-ионов: сокращение числа операций и времени определения, а также отказ от использования токсичных веществ.

Поставленная задача решается тем, что способ турбидиметрического определения йодит-ионов заключается в фотометрировании суспензии йодида серебра, выделенной из анализируемого раствора, осаждение ведут в аммиачной среде (pH=9-11) в присутствии хлорид-ионов и измеряют оптическую плотность при длине волны 380 нм.

Сущность способа определения йодид-ионов заключается в переведении этих ионов в малорастворимые соединения AgI (ПPAgI=1,1·10-6). Наличие в природной воде хлорид-ионов, в концентрациях гораздо больших, чем йодид-ионов, мешает определению последних, т.к. хлорид-ионы также образуют осадок AgCl

(ПPAgCl=1,8·10-10), поэтому осаждение Agl проводили в присутствии 25%-ного раствора аммиака, тем самым, препятствуя одновременному выпадению осадка AgCl. Хлорид серебра в отличие от йодида серебра растворим в гидроксиде аммония с образованием комплексной соли [Ag(NH3)2]Cl(Kн[Ag(NH3)2]=9,3·10-8), поэтому предусмотрено добавление в анализируемый раствор 25%-ного раствора NH4OH (pH=9-11) для растворения AgCl и спирта в качестве стабилизатора.

Измеряют оптическую плотность полученной суспензии йодида серебра на фотоколориметре или спектрофотометре.

Для определения длины волны максимального поглощения была приготовлена суспензия йодида серебра, измерена оптическая плотность данной суспензии при разных длинах волн. По полученным данным построен график зависимости оптической плотности от длины волны. Найдено, что максимум поглощения суспензии наблюдается при 380 нм, поэтому все дальнейшие измерения проводились при этой длине волны.

Используя калибровочную кривую, построенную с применением стандартного раствора йодида калия, рассчитывают содержание йодид-ионов в анализируемой пробе.

Построение калибровочного графика йодида калия

В мерные колбы на 50 мл помещают 1,5; 2,0; 3,0; 5,0 стандартного раствора KI, с концентрацией 5·10-5 моль/л, 15 мл этилового спирта (в качестве стабилизатора суспензии), 5 мл 25%-ного раствора аммиака (pH=9-11) и 5 мл раствора нитрата серебра, с концентрацией 5·10-3 моль/л.

Образовавшуюся суспензию выдерживают 5-10 мин (для получения устойчивой системы; большее количество времени может вызвать осаждения взвешенных частиц на дно колбы).

Далее объем раствора доводят до метки водой. Оптическую плотность суспензии AgI измеряют на фотоколориметре или спектрофотометре в кювете толщиной 1 см при длине волны 380 нм (максимум светопоглощения суспензии AgI). По полученным данным строят график зависимости A=f(V).

ПРИМЕР 1. Определение содержания йодид-ионов в минеральной воде

Пробу воды объемом 400 мл помещают в фарфоровую чашку и выпаривают до уменьшения объема примерно в 10 раз. Объем пробы после выпаривания обязательно измеряют, чтобы учесть степень концентрации воды в конечном расчете.

5 мл полученного концентрата помещают в колбу на 50 мл, добавляют 15 мл этилового спирта, 5 мл 25%-ного раствора аммиака (pH=9-11) и 5 мл раствора нитрата серебра, с концентрацией 5·10-3 моль/л. Суспензию выдерживают 5-10 мин и доводят объем до метки водой.

Оптическую плотность полученной суспензии AgI измеряют на фотоколориметре или спектрофотометре в кювете толщиной 1 см при длине волны 380 нм.

По калибровочному графику, полученному с использованием стандартных растворов KI, находят содержание йодид-ионов в концентрате, затем, учитывая степень концентрирования, определяют содержание йодид-ионов в анализируемой пробе

где V1 - исходный объем пробы воды, (мл);

V2 - объем раствора, найденный по калибровочному графику, (мл);

127 - молярная масса йодид-ионов, (г/моль);

n - степень концентрирования пробы;

5·10-3 - концентрация стандартного раствора KI, (моль/л).

где V1 - исходный объем пробы воды, (мл);

V3 - объем пробы после концентрирования, (мл).

Для сравнения результатов было определено содержание йодид-ионов в исследуемой воде методом потенциометрии с использованием йод-селективного электрода.

Результаты сравнительных определений приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты определения йодид-ионов различными методами Проба Содержание I- мг/л методом турбидиметрии Содержание I- мг/л методом потенциометрии Погрешность измерения (%) Минеральная вода «АРХЫЗ» 0,050 0,053 5,6 Минеральная вода «ЛИПЕЦКАЯ» 0,152 0,152 0 Минеральная вода «БОНАКВА» 0,110 0,105 4,8 Минеральная вода «НАРЗАН» 0,04 0,038 5

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что предлагаемый способ определения йодид-ионов является быстрым, высокоточным методом, исключает использование токсичных реагентов. Он позволяет определять содержание йодид-ионов в присутствии хлорид-ионов в питьевых и природных водах, а также в продуктах питания.

Похожие патенты RU2377557C2

название год авторы номер документа
Способ определения йода 2022
  • Козликова Елена Евгеньевна
  • Толкачева Людмила Николаевна
  • Никольский Виктор Михайлович
  • Доботолова Галина Геннадьевна
RU2788747C1
СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЙОДА В МОЧЕ 2003
  • Дорогова В.Б.
  • Кучерявых Е.И.
  • Маторова Н.И.
RU2265847C2
Способ определения сальсолина гидрохлорида 1981
  • Хабаров Анатолий Алексеевич
  • Хабарова Людмила Пантелеймоновна
  • Кулешова Мария Ивановна
SU957075A1
Способ определения анальгина 1990
  • Хейдоров Василий Петрович
  • Ершов Юрий Алексеевич
SU1744603A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УЛЬТРАМИКРОКОЛИЧЕСТВ ЙОДА 1999
  • Фотеев В.Г.
  • Вдовина Г.П.
  • Рожкова Н.Ю.
  • Корюкина И.П.
  • Закс А.С.
RU2164214C1
СПОСОБ ПРОБОПОДГОТОВКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЙОДА 2023
  • Смолин Евгений Сергеевич
  • Иоутси Виталий Алексеевич
  • Усольцева Лилия Олеговна
  • Трошина Екатерина Анатольевна
  • Мокрышева Наталья Георгиевна
  • Дедов Иван Иванович
RU2808066C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЫШЬЯКА В ПРИСУТСТВИИ СУРЬМЫ В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ 2007
  • Турусова Елена Васильевна
  • Додин Евгений Иванович
  • Насакин Олег Евгеньевич
RU2347219C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЙОДА ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ 2012
  • Демахин Анатолий Григорьевич
  • Акчурин Сергей Вячеславович
  • Муштакова Светлана Петровна
  • Шантроха Александр Викторович
RU2481266C1
СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЙОДА 2010
  • Рымарова Марина Викторовна
  • Лазурина Людмила Петровна
  • Сипливая Любовь Евгеньевна
  • Кошелева Наталия Николаевна
  • Хардикова Елена Михайловна
RU2431824C1
Способ определения иодидов 1990
  • Лобанов Владимир Иванович
  • Рожкова Ирина Александровна
  • Ванина Мелитина Дмитриевна
  • Кузьмин Борис Васильевич
SU1767396A1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЙОДИД-ИОНОВ

Изобретение относится к аналитической химии и позволяет определять содержание йодид-ионов в различных объектах, например в водах (питьевых, поверхностных, артезианских, расфасованных минеральных и др.), в пищевых продуктах, продовольственном сырье и т.д. Способ основан на переведении йодид-ионов в малорастворимые соединения AgI (ПPAgI=1,1·10-6). При этом осаждение AgI проводят в присутствии 25%-ного раствора аммиака (pH=9-11), исключающее выпадение осадка AgCl, который переходит в комплексный ион [Ag(NH3)2]+, для стабилизации суспензии предусмотрено добавление спирта в качестве стабилизатора. Затем измеряют оптическую плотность полученной суспензии йодида серебра на спектрофотометре. Измерения проводят при длине волны 380 нм, которая соответствует максимуму поглощения данной суспензии. По калибровочному графику, полученному с использованием стандартных растворов KI, находят содержание йодид-ионов в концентрате, затем, учитывая степень концентрирования, определяют содержание йодид-ионов в анализируемых пробах. Технический результат заключается в упрощении фотометрического способа определения йодид-ионов, сокращении числа операций и времени определения, а также отказ от использования токсичных веществ. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 377 557 C2

Способ определения йодид-ионов, включающий фотометрирование суспензии йодида серебра, выделенной из анализируемого раствора, отличающийся тем, что в присутствии хлорид-ионов осаждение ведут в аммиачной среде (pH 9-11) и измеряют оптическую плотность при длине волны 380 нм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2377557C2

Марченко З
Фотометрическое определение элементов - перевод с польского И.В.Матвеевой
- М.: Мир, 1971 г
Способ экстракционно-фотометрического определения серебра 1990
  • Балог Йосиф Степанович
  • Мушкало Игорь Лукич
  • Зимомря Иван Иванович
SU1728741A1
Способ определения железа 1989
  • Дмитриенко Станислава Григорьевна
  • Рунов Валентин Константинович
SU1732224A1
Способ определения йода 1986
  • Савченко Владимир Филиппович
  • Цыганов Александр Риммович
  • Рахманько Евгений Михайлович
  • Егоров Владимир Владимирович
SU1379726A1
СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФТАЛОЦИАНИНОВОГО ЗЕЛЕНОГО 2001
  • Мальцева В.С.
  • Ниязи Ф.Ф.
  • Крупеня М.Г.
  • Воробьева И.М.
RU2197723C1
СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЙОДА В МОЧЕ 2003
  • Дорогова В.Б.
  • Кучерявых Е.И.
  • Маторова Н.И.
RU2265847C2

RU 2 377 557 C2

Авторы

Бурыкина Оксана Владимировна

Мальцева Валентина Степановна

Шевлякова Олеся Александровна

Дуплихина Марина Григорьевна

Даты

2009-12-27Публикация

2008-02-26Подача