Определение йодида и бромида в растворах методом потенциостатической кулонометрии

1- 0,25, 2- 0,5, 3- 1, 4-1,5, 5-2 x 10 -⁵ моль/л KI

5 - Временная зависимость теоретического выхода по току

1- 1, 2- 3, 3- 6, 4-9, 5-12 x 10 -⁵ моль/л KBr

6 - Временная зависимость теоретического выхода по току

Если принять условие, что количество электричества определяется преимущественно концентрацией иодида, то можно реализовать определение иодид- и бромид-ионов из параллельных проб без разделения: При потенциале 0,75 В определяем иодид (по ранее разработанной методике), а затем при потенциале 1,1 В проводят измерение суммарного количества электричества для двух ионов.

При этом бромид окисляется до брома, а иодид предположительно до иодата. Однако, как видно из временных зависимостей, электрохимическая реакция хотя и замедляется, но не останавливается, а продолжает идти более глубокое окисление.

В основе используемой нами методики лежит зависимость времени выхода по току от теоретически ожидаемой величины. Проводя измерения концентрации иодида при потенциале 0,75 В и используя временную зависимость, представленную на рис. 4.9, оценивают время электролиза смеси при потенциале 1,1 В.

рис. 17 Зависимость времени, соответствующего теоретическому количеству электричества, от концентрации

(1) - при постоянной концентрации бромида (С=2 х 10^-5, 6 х 10^_5 моль/л)

(2) - при постоянной концентрации иодида( С=1 х 10^-5 моль/л)

Анализ проводили для модельных смесей с заранее заданными концентрациями иодида и бромида. Для различных соотношений иодид- и бромид-ионов время, при котором определялось суммарное количества электричества также различалось.

Концентрация иодида определяется по количеству электричества, выделившегося при потенциале 0,75 В, а концентрация бромида (в моль/л) в ячейке определяется по формуле:

,

где Q_t,1.1 - количество электричества, пошедшего на электролиз смеси при потенциале рабочего электрода 1.1 В в течение времени, соответствующего предварительно найденной концентрации иодида; Q_0.75 - количество электричества, пошедшего на электролиз смеси при потенциале рабочего электрода 0.75 В в течение 10 мин.; F - постоянная Фарадея; V - объем ячейки в л.

В таблице 4.1 приведены результаты определения иодида и бромида в модельных смесях. Определение иодид-иона возможно с достаточно высокой сходимостью. Относительная погрешность определения иодида составляет 2-4%, а бромида 2-10%.

Таблица 4.1

Выводы

В периодической и монографической научной литературе отсутствует информация об одновременном определении электроактивных ионов с близкими потенциалами окисления/восстановления с использованием метода потенциостатической кулонометрии.

Показано, что в присутствии остаточного количества иодид иона скорость реакции электрохимического окисления бромид-иона возрастает.

Показано, что градуировочная зависимость количество электричества - концентрация бромид-иона в присутствии остаточного количества иодид-иона близка к линейной и не проходит через начало координат.

Разработан вариант кулонометрического определения иодид- и бромид-иона при совместном присутствии.

Измерены зависимости выхода по току продуктов реакции окисления йодид- и бромид-ионов при потенциале 1,1 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода. Время выхода по току линейно зависит от концентрации бромид- и йодид-ионов в растворе.

Разработан вариант методики одновременного определения бромид- и йодид-ионов при разных потенциалах из параллельных проб. Погрешности определения для йодид-ионов составляют 2-4 %, а для бромид-ионов от2 до 10 %.

Список ЛИТЕРАТУРЫ

Уильямс У.Дж. Определение анионов: Справочник. Пер. с англ. - М.: Химия, 1982- 624 с.

MacKellar Williams J., Droege M., Anderson B.J., Tallman D.E. A microprocessor controlled coulonometric titrator system for the determination of chloride ion // Chem., Biomed., and Environ. Instrum. - 1982. - V.12. - №1. - PP.39-54. - Цит. по РЖХим: 1982, 18Г72.

Montiel A., Dupont J. J. Dosage des ions chlorures dans les eaux par microcoulometric // Trib.CEBEDEAU. - 1974. - V.27. - №362. - Р.27-30. - Цит. по РЖХим: 1974, 16И199.

Островидов Е. А. Кулонометрическое определение хлорид-ионов с помощью проточного индикаторного электрода // Журн. аналит. химии .-1978. - Т.33. - №10. - С.1987-1990.

Hu Xiao-Jing, Bai Ling. Determination of chlorine ion content in magnesite by microcoulometric method // Gaodeng xuexiao huaxun xuebao = Chem. J. Chin. Univ.- 1999.-20,Suppl.-C.244. - Цит. по РЖХим: 2000, 00.11-19Г190.

Семенов И.А., Комарова Н.И., Никулина А. Г. Кулонометрическое определение хлоридов с предварительным окислением свободного хлора висмутатным методом // Журн. аналит. химии. - 1981. - Т.36. - №6. - С.1221-1223..

Hon Pink-Kay, Townshend A. An improved spectrophotometric determination of chloride via chromil chloride formation // Anal. Сhim. Аcta. - 1980. - V.15. - PP.395-399.

Путилина О. Н. Способ определения хлоридов / Донец. НИИ гигиены труда и професс. - № 4633468/26; заявл. 9.1.89; опубл. 23.11.91, бюл. № 43 - Цит. по РЖХим: 1992, 20Г188П.

Taniguchi H., Yoshida T., Adachi Y., Nakano S. Fluorometric determination of chloride with 2-(5-Nitro-2-furil)benzotiasole // Chem. and Pharm. Bull. - 1980. -V.28. - № 10. - PP. 2909-2914. - Цит. по РЖХим:1981, 9Г128.

Fluorometric analysis of chloride ion and chemical sensor therefor: Пат. 5691205, США, МПК⁶ G 01 № 33/00/ Kawabata Y., Toge Y., Canon KK. - №493346; заявл. 21.06.1995. Опубл. 25.11.1997- Цит. по РЖХим: 2000, 00.19-19Г119П.

Соловьев Е. А., Комлева В. И. Способ определения хлоридов. - А.С. 1191824, СССР. Заявл.13.01.84, опубл. в В. И., 1985, № 42. МКИ G 01 № 31/22, 21/76.

Spectrophotometric determination of trace bromide by catalytic effect on the tetrabase-chloramine T reaction / Tomiyasu Tokashi, Taga Yoshiko, Sakamoto Hayao, Yonehara Norinobu // Anal. Chim. Acta.-1996.-319, № 1-2.- PP.199-204.

Oosting M., Reijnders H.F.R. Spectrophotometric determination of bromide in aqueous solutions // Fresenius Z. Anal. Chem. - 1980. - V.301. - N1. - PP.28-29.

Кочетова Т.М., Новикова Т.М. Определение микроколичеств бромида в воде // Хим. и техн. воды. - 1981. - Т.3. - №1. - С.60.

Vohiyama Chunichi, Muto Giichi. Determination of bromination number by controlled-potential coulometry with controlled-current coulometric generation of bromine // Anal. Chem. - 1984. - V.56. - N.13. - PP.2408-2410. Цит. по РЖХим: 1985,12Г37.

Verfahren zur schnellen Bromid bestimmung: Пат. 273506 ГДР, МКИ⁴ G01 N27/42 /Johl W., Sickel H., Streitz A.; VEB Komninat Kali, Schacht II. - N3172294. - Заявл. 28.06.88. Цит. по РЖХим: 1990, 15Г273П

Островидов Е.А., Уланова Н.Н. Определение микроколичеств бромид-иона проточным кулонометрическим методом // Заводск. лаб. - 1979. - Т.45. - №6. - С.491-492.

Гайдук О.В., Панталер Р.П., Бланк А.Б. Фотометрическое определение микрограммовых количеств иодидов в природных и сточных водах // Вестн. Харьк. ун-та. - 1999. - №454. - С.111-114.

Agrawal Omi, Sunita G., Gupta V.K. A sensitive colorimetric method for the micro determination of iodine in marine water // Talanta. - 1999. - V.49. - N.4. - PP.923-928. Цит. по РЖХим: 2001, 0101-19Г218.

Rezaoi B. Flow injection determination of trace amounts of iodide with spectrophotometric detection by its catalytic effect on the 4,4'-bis-(dimethylamino)-diphenylmethane - chloramine T reaction // Anal. Lett. - 2000. - V.33. - N12. - PP.2553-2562. - Цит. по РЖХим.: 2001, 01.01 - 19Г144.

Борисова-Пангарова Р. Потенциостатично кулонометрично определяне на малки количества йодни йони чрез окисление върху платинов электрод // Годишник висш. хим.-технолочен институт - София. - 1978. - Т.24. - №1. - С.119-126. - Цит. по РЖХим.: 1981, 23Г175.

Zhang Aimei, Wang Shuhao, Du Lingyun, Cui Hui. Simultaneous determination of micro bromide and iodide by kinetic spectrophotomeric method // Anal. Lett.- 2000. - V.33. - N.11. - PP.2321-2331. - Цит. по РЖХим: 2001, 01.01 - 19Г145.

Александрова Т.П., Клетеник Ю.Б. Инверсионная вольтамперометрия бромид- и иодид-ионов на обновляемом серебряном электроде // Журн. аналит. химии. - 2000. - Т.55. - №6. - С.655-658.

Zhu Chu, Bright F.V., Hieftje G.M. Simultaneous determination of bromide and iodide ions with a multiple fiber-optic fluorescence sensor / Appl. Spectrosc.-1990. - V.44. - N.1. - PP.59-63. - Цит. по РЖХим: 1990, 18Г206.

Norinobu Y., Tetsuya Y., Takashi T., Hayao S. Simultaneous spectrophotomeric determination of traces of bromide and iodide based on their catalytic effects on pyrocatechol violet - hydrogen peroxide reaction // Anal. Sci. - 1989. - V.5. - N.2. - PP.175-179. - Цит. по РЖХим: 1989, 20Г215.

Akstinat M.H., Rott C. Coulometrische Bestimmung geringer Halogenidkonzentrationen in anorganischen Bindemitteln und mineralischen Rochstoffen // Zem.-Kalk-Gips. - 1988. - 41. - N.3. - PP.138-143. - Цит. по РЖХим: 1988, 19M269.

Костромин А.И., Вагизова А.С., Бадретдинова Г.З., Абдуллин И.Ф. Применение электрогенерированного иода (I) для последовательного определения галогенидов // Журн. аналит. химии. - 1985. - Т.40. - №12. - С.2204-2207.

Агасян П.К., Хамракулов П.К. Кулонометрический метод анализа. - М.: Химия, 1984. - 168 с.

Могилевский А.Н. Прецизионная кулонометрия при контролируемом потенциале. Инструментальные погрешности. -Электрохимические методы анализа (ЭМА-99).Тезисы докладов. V Всероссийская конференция с участием стран СНГ 6-8 декабря 1999 г. - М.: 1999. - с.154-156.

Размещено на Allbest.ru