Oxirgi yillarda analitik kimyo fan sifatida katta o‘zgarishlarga yuz tutdi

I.2.Yodometriya metodi xaqida
Tekshirilayotgan modda miqdori to’g’rida yutilgan yoki ajralib chiqqan yodning miqdoriga qarab xulosa chiqariladigan titrimetrik analizning metodi yodometriya deb nomlanadi. Yod barcha galogenlar singari elektronlarni oson bera oladigan moddalardan elektronni qabul qiladi,shuning uchun erkin yod KMnO₄ va K₂Cr₂O₇ lardan deyarli kuchsiz oksidlovchi xisoblanadi(chunki J₂/2J^- juftining standart potensiali 0.54B dir):
J₂ + 2e- = 2J^-
Yod J^- anionlari esa elektronlarni biriktirib olishga moyil moddalarga elektronlarini oson beradi,ya’ni J^- anionlari qaytaruvchilar jumlasiga kiradi:
2J^- - 2e- = J₂
Xajmiy analizning yodometrik metodi erkin yodning yod ionlariga va aksincha,yod ionlarining erkin yodga aylanishi bilan bog’liq bo’lgan oksidlanish-qaytarilish protsessorlariga asoslangan.
Yodometriya indikator sifatida kraxmal eritmasidan foydalaniladi. Ma’lumki, erkin yod kraxmal eritmasini zangori rangga bo’yaydi. Agar biror qaytaruvchi eritmasi kraxmal ishtirokida yod eritmasi bilan titrlansa, ekvivalent nuqtaga eishilgandan so’ng eritmaga ortiqcha bir tomchi yod eritmasi qo’shilganda barqaror zangori rang paydo bo’ladi. Aksincha, ya’ni yod eritmasiga kraxmal ishtirokida qaytaruvchi eritmasidan oz-oz qo’shib titrlash xam mumkin. Keyingi xolatda ekvivalent nuqtani aniqlashda eritmaning zangori rangi yo’qolishidan foydalaniladi.
Yodometriyani 2 guruxga ajratish mumkin: Qaytaruvchilarni aniqlash;
a)Oksidlovchilarni aniqlash - Qaytaruvchilarni aniqlash yodometriyaning amalda keng qo’llaniladigan metodlardan biri.
Masalan: natriy tiosulfat eritmasiga erkin yod eritmasi ta’sir ettirilanda quyidagicha reaksiya boradi
3Na₂S₂O₃ + J₂ = 2NaJ + Na₂S₄O₆
Yoki
2S₂O₃^2- +J₂ = S₄O₆^2- + 2J^-
Demak,ikkita S₂O₃^2- ionlari J₂ molekulasiga bittadan,jami ikkita elektron berib S₄O₆^2- tetrationat ioniga (tetrationat kislotaning anioni)qadar oksidlanadi.Molekula tarkibidagi yod atomlari ushbu protsessda qaytarilib J^- ionlariga aylanadi.
Yod eritmasining normal konsentratsiyasi xamda titrlash uchun sarflangan xajmi ma’lum bo’lsa,analiz qilinayotgan eritma tarkibidagi Na₂S₂O₃ miqdorini xisoblab topish mumkin.Yodning ishchi eritmasidan foydalanib boshqa qaytaruvchilarning eritmadagi miqdorini xam aniqlash mumkin.
Masalan: Nitrat kislota,Vodorod sulfitlarning tuzlari erkin vodorod sulfid va boshqa moddalar shular jumlasiga kiradi. Demak, bu sistemaning oksidpanish-qaytarilish potensiali reaksiya kislotali muhitda sodir bo’lsa, vodorod ionlarining kondentratsiyasiga bogliq emas.
Demak, bu xolda xam xuddi permanganatometriyadagi kabi indikator ishlatmay turib titrlash mumkin.Lekin yodning titrlash oxirida namoyon bo’ladigan rangi bilinar-bilinmas bo’lishi mumkin,bu esa ekvivalentlik nuqtasining aniqlanishini qiyinlashtiradi.
Shu sababli, indikator sifatida yod uchun nixoyatda sezgir reaktiv kraxmal eritmasini ishlatish ancha qulaylik tug’diradi. Ma’lumki, kraxmal yod bilan birikib, to’q, ko’k tusli adsorbsion birikma xosil qiladi. Kraxmal eritmasidan foydalanilganda titrlash oxirida suyuqlikka yod eritmasidan ortiqcha bir tomchi qo’shish bilan u ko’k tusga kiradi, suyuqlikning bu tusi esa barqaror bo’ladi (uchib ketmaydi), bunga asoslanib titrlashning oxiri aniqlanadi.
Kraxmal ishtirokida yod eritmasini tiosulfat eritmasi bilan titrlash xam mumkin; bunday titrlashning oxirida ko’k tusli suyuqlik bir tomchi tiosulfat qo’shish bilan rangsiz bo’lib ko’riladi. Agar titrlash shu tariqada olib borilsa,faqat titrlashning oxiridagina, ya’ni yoddan juda oz miqdorda solib, titrlanayotgan eritma och-sariq tusga kirgandagina (somondek sar- raygandagina) kraxmal eritmasini ko’rish kerak.
Agar kraxmal oldinroq, (ya’ni eritmada yod ko’pligida) qo’shib qo’yilsa, yod bilan kraxmal orasidagi ta’sir natijasida xosil bo’lgan kimyoviy birikma tiosulfat bilan reaksiyaga sust kirishadi; shu sababli tiosulfat eritmasi keragidan ortiqcha qo’shilib qoladi, boshqacha aytganda yod eritmasi o’ta titrlanib soladi.
Yod eritmasining normalligi va titrlash uchun sarf bo’lgan yod xamda tiosulfat eritmalarining xajmi bilsak, tiosulfat eritmasining normalligini va titrini xisoblab chiqarish mumkin.
Aksincha, Na₂S₂O₃ eritmasining normalligi N yoki titri ma’lum bo’lsa, yod eritmasining normalligi va titrini topish mumkin. J₂ J^- ni ga qadar qaytara oladigan bir qator qaytaruvchilarni xam shu tariqa aniqlasa bo’ladi.
Oksidlovchilarni aniqlashni yodometrik usulda aniqlash xam ko’p qo’llaniladi.
Bu usul qataruvchilarni aniqlash usulidan farqlanadi.
Tekshirilayotgan oksidlovchi eritmasiga mo’l miqdorda KJ eritmasidan qo’shiladi, reaksiya natijasida kislotali muhitda oksidlovchi kaliy yodiddan ekvivalent miqdorda erkin yod ajralib chiqadi:
Ajralib chiqqan erkin yod kraxmal ishtirokida natriy tiosulfat eritmasi bilan titrlanadi:
2Na₂S₂O₃ + J₂ = Na₂S₄O₆ + 2NaJ
Avval aytilganidek, ajralib chiqqan yodni titrlash uchun sarflangan natriy tiosulfat miqdori oksidlovchining olingan miqdoriga ekvivalentdir.
Tekshirilayotgan eritma tarkibidagi oksidlovchining normal konsentratsiyasi quyidagi formula bo’yicha xisoblanadi:
J ionini J₂ qadar oksidlay oladigan juda ko’p oksidlovchilar miqdorini yodometrik usulda aniqlash mumkin. Bular qatoriga xlorli oxak tarkibidagi bromni, mis tuzlari tarkibidagi qotishmalar va rudalar tarkibidagi misni, xromatlar va bixromatlar tarkibidagi xromni, marganets birikmalari tarkibidagi marganetsni aniqlash kiradi.
Shunday qilib, yodometrik titrlash yo’li bilan qaytaruvchilarni aniqlashda standart eritma sifatida yod eritmasi ishlatiladi,oksidlovchilarni aniqlashda esa ishchi eritma sifatida natriy tiosulfat eritmasi ishlatiladi.
Yodometrik aniqlashda asos bo’lgan reaksiyalarning tenglamalarini ko’rib chiqamiz:
KJO₃ + 5KJ + 6HCl = 6KCl + 3J₂ + 3H₂O
Tenglmadan ko’rinib turibdiki,reaksiya vaqtida vodorod ionlari sarflanib,ekvivalent miqdorda erkin yod ajralib chiqadi. Ajralib chiqqan erkin yod natriy tiosulfat eritmasi bilan titrlanadi.
Sarf bo’lgan natriy tiosulfat eritmasining normalligi va xajmidan xlorid kislota eritmasining normalligi va titrini xisoblash mumkin.Yuqorida keltirilgan muloxazalar xajmiy analizning yodometrik metodi nixoyatda keng qo’llanilishini ko’rsatadi.
Bu metodning afzalligi shundan iboratki, yuqori darajada sezgir indikator-kraxmal eritmasi ishlatilishi tufayli aniq natijaga erishiladi.Biroq yodometriya metodining qo’llanish soxasini chegaralab qo’yqdigan tomonlari xam bor. Kraxmal yod bilan beqaror to’q ko’k rangli birikma beradi.
Ko’k rang kraxmal zarrachalarini yod bilan adsorbtsion birikma-yodokraxmal xosil bo’lishi xisobiga kelib chiqadi.
Xarorat ko’tarilishi bilan yodning kraxmal bilan birikmasi parchalanadi va eritma rangsizlanadi.Shu sababli,moddalarni yodometrik aniqlash xona xaroratida olib boriladi.
Qaytaruvchilarni aniqlash: Agar natriy tiosulьfat (Na₂S₂O₃) eritmasiga erkin yod ta`sir ettirilsa, quyidagi reaksiya sodir bo’ladi:
2Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + J<sub>2</sub> = Na<sub>2</sub>S<sub>4</sub>O<sub>6</sub> + 2NaJ
Reaksiya natijasida natriy tetrationat deb ataladigan Na<sub>2</sub>S<sub>4</sub>O<sub>6</sub> birikma hosil bo’ladi. Bu reaksiya iodometrik usulning muhim reaksiyasi bo’lib, ionli shaklda quyidagicha yoziladi:
2S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2-</sup> + J<sub>2</sub> = 2<sup>J-</sup> + S<sub>4</sub>O<sub>6</sub><sup>2-</sup>
Natriy tiosulьfatning molyar-ekvivalenti 248,2 Ch 2:2=248,2 g. ga teng (Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub> * 5H2O formulaga muvofiq). Yodning molyar-ekvivalenti uning molyar-massasiga teng. Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ning titrlash uchun olingan hamma eritmasi titrlanib bo’lganda, titrlanayotgan suyuqlik bir tomchi yod eritmasi qo’shilishi bilan och sariq tusga kiradi.
Demak, bu holda ham huddi hromatometrik va permanganatometrikdagi kabi indikator ishlatmay turib titrlash mumkin.Lekin yodning titrlash ohirida namayon bo’ladigan rangi bilinar-bilinmas bo’lishi sababli ekvivalent nuqtaning aniqlanishini qiyinlashtiradi.
Shuning uchun indikator sifatida yod uchun nihoyatda sezgir reaktiv- krahmal eritmasi ishlatiladi. Ma`lumki, kraxmal yod bilan birikib, ko’k tusli adsorbcion birikma hosil qiladi, krahmal eritmasidan foydalanilganda, titrlash ohirida suyuqlikka yod eritmasidan ortiqcha bir tomchi qo’shish bilan u ko’k tusga kiradi, natijada titrlashning ohirgi nuqtasi aniqlanadi.
Yodometrik titrlash usulining afzalliklari:
1. Yodometrik usul bilan ko’pgina J₂ va J^- bilan reaksiyaga kirishmaydigan moddalarni aniqlash mumkin: Masalan: Н₂О ni Fisher usuli bilan.
2. Boshqa oksidlanish-qaytarilish usullariga nisbatan aniqligi katta.
3. J₂ o’ziga hos rangga ega bo’lganligi sababli ekvivalent nuqtani indikatorsiz ham aniqlash mumkin.
4. J₂ suvli eritmadan tashqari organik erituvchilarda yahshi eriydi, shu sababli titrlashni suvsiz eritmalarda ham olib borish mumkin.
Yodometrik titrlash usulining kamchiliklari:
1. J₂ uchuvchan.
2. J- havo О₂ ta`sirida oksidlanadi.
3. Yodometrik titrlash usulini ishqoriy muhitda olib borilmaydi,chunki disproporciyalanish reaksiyasi boradi.
4. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi sekin boradi.
5. Reaksiya natijasida hosil bo’lgan cho’kma yoki boshqa aktiv moddalarda J2 adsorbciyalanadi.
6. J₂ va Na₂S₂O₃ eritmalari vaqt o’tishi bilan titrini o’zgartiradi.