Способ определения йода

Авторы патента:

Никольский Виктор Михайлович (RU)

Толкачева Людмила Николаевна (RU)

Козликова Елена Евгеньевна (RU)

Доботолова Галина Геннадьевна (RU)

G01N27/44 - с использованием электролиза для получения реагента, например для титрования

Владельцы патента RU 2788747:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области аналитической химии. Раскрыт способ определения йода прямым титрованием аликвоты с иодид-ионами нитратом серебра в присутствии крахмала и серной кислоты до исчезновения синего окрашивания, при этом перед анализом водный раствор аналита подвергается электролизу для генерации молекул йода при постоянной силе тока до появления синего окрашивания, при этом анализ проводится без использования йодата калия. Изобретение обеспечивает упрощение и ускорение процесса анализа, а также повышение точности анализа. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к аналитической химии и может использоваться при контроле содержания йода в воде, почве, растениях, пище, фармацевтических препаратах. В частности, определение йода может быть использовано в пищевой отрасли, например, для контроля содержания йода в морской капусте.

Из существующего уровня техники известен способ прямого титрования раствора аналита нитратом серебра в присутствии эозината натрия, как индикатора (способ Фаянса). Анализ основан на индикации розового окрашивания присутствующих в растворе мицелл [AgI^-]*Ag⁺ c адсорбированными ионами индикатора [Сыроватский И.П., Гончиков Ю.А. Использование методов осаждения для количественного анализа лекарственных средств / Иркутск, ИГМУ, 2017, С. 25-26].

Недостатком данного технического решения является необходимость строгого соблюдения рН раствора (уксуснокислая среда), а посторонние ионы снижают чувствительность адсорбционного индикатора.

Известен способ обратного титрования (способ Фольгарда) с использованием двух титрованных растворов, а именно, нитрата серебра и тиоцианата аммония в присутствии железоаммонийных квасцов в качестве индикатора [Сыроватский И.П., Гончиков Ю.А. Использование методов осаждения для количественного анализа лекарственных средств / Иркутск, ИГМУ, 2017, С. 24].

Недостатками способа обратного титрования являются необходимость приготовления и расхода двух титрованных растворов, причем дорогостоящий титрант (нитрат серебра) используется в избытке, т. е. непроизводительно.

В качестве ближайшего аналога (прототипа), известен способ прямого титрования йода нитратом серебра в присутствии других галогенидов (способ Кольтгофа). Титрование аналита осуществляется в присутствии йодкрахмального индикатора в кислой среде до исчезновения синего окрашивания [Титриметрические методы количественного определения лекарств, С.2, https://portal.tpu.ru/SHARED/b/BELYANIN/pcmi/pcmi/Lecture9-10.doc ].

К недостаткам прототипа относится необходимость использования дополнительного раствора йодата калия, введение которого обеспечивает безвозвратное образование не титруемых трех моль йода из одного моль вводимого раствора йодата калия и пяти моль йодид-ионов титруемого аналита, т.е. требует изъятия из титруемого раствора неучитываемых пяти моль йодида калия на каждый моль вводимого йодата калия:

KIO₃ + 5KI + 3H₂SO₄ → 3I₂ + 3K₂SO₄ + 3Н₂O.

Присутствие образующегося молекулярного йода обеспечивает синее окрашивание системы (I₂ + KI + крахмал).

По мере титрования из раствора осаждаются йодиды, связываемые нитратом серебра:

KI + AgNO₃ → Agl↓ + KNO₃

В точке эквивалентности происходит обесцвечивание раствора, т. к. йодиды полностью исчезают из раствора.

Кроме того, недостатком прототипа является необходимость приготовления, создания особых условий хранения и использования дополнительного раствора йодата калия, введение которого обеспечивает образование неучтенного молекулярного йода. Особыми условиями хранения раствора йодата калия служит потребность в таре из темного стекла и затемненное место хранения, т.к. раствор этого сильного окислителя разлагается на свету [«Вольтамперометрическое определение йода в пищевых продуктах». Методические указания. МУК 4.1.1187-03 (Утверждены главным государственным санитарным врачом РФ 26.01.2003 г.), п. 7.1.4].

Задачей, на которую направлено заявляемое решение, является обеспечение присутствия I₂в системе (I₂ + KI + крахмал) электролизом аналита по реакции:

2I^- - 2e^- = I₂

Поставленная задача решается тем, что через пробу аналита в течение нескольких секунд (до появления синего окрашивания анализируемого раствора) пропускается постоянный ток для осуществления электролиза по приведенной выше схеме реакции.

Техническим результатом является упрощение процесса анализа, ускорение этой процедуры и повышение точности анализа, благодаря созданию аналитической системы I₂ + KI + крахмал за счет кратковременного электролиза с исключением использования дополнительного реактива йодата калия KIO₃.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в табл.

Виды технического результата и их размерность	Показатели фактические или расчётные	Объяснение, за счёт чего (отличительный признак и/или их совокупность) стало возможным улучшение показателей предложенного объекта по сравнению с прототипом
прототипа	заявляемого объекта
Определение йода в растворе	Для генерации молекулярного йода дополнительно вводится в систему раствор йодата калия. Приготовление и создание особых условий его хранения.	Для генерации молекулярного йода через пробу аналита в течение нескольких секунд (до появления синего окрашивания анализируемого раствора) пропускается постоянный ток	В прототипе готовится, хранится и используется дополнительный раствор йодата калия, введение которого обеспечивает безвозвратное образование не титруемых трех моль йода из одного моль вводимого раствора йодата калия и пяти моль йодид-ионов титруемого аналита, т.е. происходит изъятие из титруемого раствора неучитываемых пяти моль йодида калия на каждый моль вводимого йодата калия: KIO₃ + 5KI + 3H₂SO₄ → 3I₂+ 3K₂SO₄ + 3Н₂O. Присутствие образующегося молекулярного йода обеспечивает синее окрашивание системы (I₂ + KI + крахмал). В предлагаемом способе упрощение процесса анализа, ускорение этой процедуры и повышение точности анализа осуществляется благодаря созданию аналитической системы (I₂ + KI + крахмал) за счет кратковременного электролиза с исключением использования дополнительного реактива йодата калия KIO₃, а значит, его приготовления и особых условий хранения.

Возможность осуществления изобретения показана примерами.

Для осуществления экспериментов использовали:

- анализируемыерастворы, приготовленные минерализацией 20 г объектов исследования, содержащих микроколичества йода при тампературе 550-600 ℃ в муфельной печи [Табаторович А.Н., Резниченко И.Ю. Технология и оценка качества пастилы, обогащенной йодом // Техника и технология пищевых производств, 2016, Т.40, №1, С. 61-66] с последующим растворением золы;

- титрант нитрат серебра 0,05 М;

- 1% раствор крахмала;

- разведенную серную кислоту (1 : 10) для создания слабокислой среды;

- электролизер с угольными электродами.

Пример 1. Определение содержания йода в морской капусте.

Проба морской капусты массой 20 г, озоленная в муфельной печи, растворялась водой и помещалась в мерную колбу на 50 мл. Аликвота в 2 мл помещалась в колбу для титрования, содержащую 25 мл дистиллированной воды, 2 мл раствора крахмала, несколько капель раствора серной кислоты и подвергалась электролизу при напряжении 1,7 В и катодной плотности тока 2 А/дм² на несколько секунд (до появления синего окрашивания раствора) на угольных электродах. Титрование аликвоты осуществлялось раствором нитрата серебра до исчезновения синего окрашивания. Присутствие других галогенов не мешает определению содержания йода, т.к. растворимость йодида серебра из всех галогенидов серебра минимальна (ПР_AgI = 1,5*10^-16, ПР_AgBr = 4,4*10^-13, ПР_AgCl = 1,8*10^-10).

Найдено: содержание йода в морской капусте 247 мг/100 г продукта при нормативе 300 мг/100 г [http://frs24.ru/st/soderzhanie-joda-v-produktah/#1].

Пример 2. Определение содержания йода в салате листовом.

Проба листового салата массой 20 г, озоленная в муфельной печи, растворялась водой и помещалась в мерную колбу на 50 мл. Аликвота в 2 мл помещалась в колбу для титрования, содержащую 25 мл дистиллированной воды, 2 мл раствора крахмала, несколько капель раствора серной кислоты и подвергалась электролизу при напряжении 1,7 В и катодной плотности тока 2 А/дм² на несколько секунд (до появления синего окрашивания раствора) на угольных электродах. Титрование аликвоты осуществлялось раствором нитрата серебра до исчезновения синего окрашивания.

Найдено: содержание йода в салате листовом 7,8 мг/100 г продукта при нормативе 8 мг/100 г [http://frs24.ru/st/soderzhanie-joda-v-produktah/#1].

Пример 3. Определение содержания йода в картофеле.

Образец картофеля массой 20 г, озоленный в муфельной печи, растворялся водой и помещался в мерную колбу на 50 мл. Аликвота в 2 мл переносилась в колбу для титрования, содержащую 25 мл дистиллированной воды, 2 мл раствора крахмала, несколько капель раствора серной кислоты и подвергалась электролизу при напряжении 1,7 В и катодной плотности тока 2 А/дм² на несколько секунд (до появления синего окрашивания раствора) на угольных электродах. Титрование аликвоты осуществлялось раствором нитрата серебра до исчезновения синего окрашивания.

Найдено: содержание йода в картофеле 5,3 мг/100 г продукта при нормативе 5 мг/100 г [http://frs24.ru/st/soderzhanie-joda-v-produktah/#1].

Способ определения йода прямым титрованием аликвоты с иодид-ионами нитратом серебра в присутствии крахмала и серной кислоты до исчезновения синего окрашивания, отличающийся тем, что перед анализом водный раствор аналита подвергается электролизу для генерации молекул йода при постоянной силе тока до появления синего окрашивания, при этом анализ проводится без использования йодата калия.

Изобретение относится к медицине, а именно к гастроэнтерологии, и может быть использовано для диагностики степени активности воспалительных заболеваний кишечника. Осуществляют определение уровня фекального кальпротектина следующим образом.

Разделение и анализ образцов с помощью микрожидкостного электрофореза в свободном потоке // 2732806

Изобретение предназначено для разделения и анализа микрожидкостных образцов. Указанное устройство содержит: канал разделения; первый канал для электролита, сконфигурированный, чтобы обеспечивать поток используемого раствора высокопроводящего электролита, и снабженный положительным электродом в выпускном отверстии ниже по потоку указанного канала; второй канал для электролита, сконфигурированный, чтобы обеспечивать поток используемого раствора высокопроводящего электролита, и снабженный отрицательным электродом в выпускном отверстии ниже по потоку указанного канала; при этом указанный поток электролита через указанные первый и второй каналы для электролита удаляет продукты электрофореза и пузырьки газа из указанного устройства, а присутствие указанного электролита обеспечивает по существу гомогенное электрическое поле вдоль всего указанного канала разделения.

Комбинация электрофореза в геле и переноса с использованием проводящих полимеров и способ использования // 2723936

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен аппарат для электрофоретического разделения и блоттинга (варианты), система для электрофоретического разделения и блоттинга макромолекул, а также способ разделения и переноса макромолекул на мембрану для блоттинга после разделения.

Способ определения родственных примесей в 4,4'-(пропандиамидо)дибензоате натрия с методом капиллярного электрофореза // 2721908

Изобретение относится к способу определения родственных примесей в 4,4'-(пропандиамидо)дибензоате натрия, который осуществляют капиллярным зонным электрофорезом, включающем подготовку растворов сравнения - раствора родственных примесей: 4-аминобензойной кислоты и 4-(3-оксо-3-этоксипропаноил)амино)бензойной кислоты, и испытуемых растворов - субстанции и таблеток 4,4'-(пропандиамидо)дибензоата натрия, введение пробы в систему капиллярного электрофореза (гидродинамический ввод пробы, 210 мбар×с), проведение электрофоретического разделения с боратным буфером в качестве ведущего электролита (раствор натрия тетраборнокислого 10-водного концентрацией 50 ммоль/л, колонка кварцевая, общая длина колонки 60 см, эффективная длина колонки 50 см, внутренний диаметр 75 мкм, прилагаемое напряжение +20 кВ), спектрофотометрическое детектирование пиков при длине волны 270 нм и обработку результатов анализа.

Многоканальный капиллярный генетический анализатор // 2707949

Изобретение относится к многоканальному капиллярному генетическому анализатору, содержащему заполненные разделяющим полимером капилляры, к концам которых приложено высокое напряжение, устройство когерентного излучения, оптическую систему, блок спектрального анализа, блок регистрации флуоресцентного сигнала и компьютер, отличающемуся тем, что он снабжен базой данных, блоком оптимизации, блоком выравнивания и блоком определения погрешностей, при этом вход базы данных связан с выходом блока регистрации флуоресцентного сигнала, база данных соединена двухсторонней связью с блоком оптимизации, блоком выравнивания и блоком определения погрешностей, а выходы базы данных соединены с входами компьютера.

Многоканальный капиллярный генетический анализатор // 2707949

Способ оценки константы диссоциации органических соединений методом капиллярного электрофореза // 2694131

Изобретение относится к области анализа небиологических материалов путем электрофореза. В способе оценки константы диссоциации органических соединений методом капиллярного электрофореза с использованием ультрафиолетового (УФ) детектирования путем определения зависимости эффективной подвижности исследуемого органического соединения по отношению к маркеру от рН среды, выбора двух различных электролитических систем с разными значениями рН, в которых эффективные подвижности различаются значительно, и расчета значения константы диссоциации pK, при этом согласно изобретению растворители, полярный ацетон или неполярный бензол, одновременно используют в качестве маркера электроосмотического потока и растворителя анализируемого соединения.

Способ оценки константы диссоциации органических соединений методом капиллярного электрофореза // 2694131

Способ подтверждения аутентичности вареных колбасных изделий // 2678090

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для контроля аутентичности и качества вареных колбасных изделий. Для этого проводят двумерный электрофорез в полиакриламидном геле исследуемого изделия и эталонного образца с последующим сравнением маркерных белков в полученных электрофореграммах, которые идентифицируют масс-спектрометрически после извлечения из полиакриламидного геля.