Сущность метода анализа

Сероводород присутствует в морской воде в виде растворенной, слабодиссоциированной сероводородной кислоты H2S, а также в виде гидросульфидного HS- и сульфидного S2- ионов.

До настоящего времени вопрос о равновесии системы сероводорода и о формах сероводорода в морской воде исследован далеко не достаточно.

Используемый в настоящее время в практике морских исследований метод определения растворенного сероводорода в действительности позволяет определить суммарное содержание сернистых соединений (восстановленные формы серы), выражаемое в эквиваленте сероводорода [1, 2].

Метод количественного определения сероводорода основан на реакции окисления его иодом:

S2- + I2 ® S0 + 2I- (1)

При этом S2- окисляется до свободной S0, а свободный иод переходит в ион I-. Количественно эта реакция протекает лишь в кислой среде. В морской воде, обладающей слабощелочной реакцией, окисление иодом S2- может идти дальше до образования сульфатного иона:

S2- + 4I20 + 80Н- ® SO42- + 8I- + 4Н20.

Расход иода при этом окажется выше, чем необходимо для окисления растворенного сероводорода. Чтобы избежать этих ошибок, определение сероводорода ведут в кислой среде. При подкислении ионы HS- и S2- переходят в H2S, и, таким образом, в подкисленной пробе весь содержащийся в морской воде сероводород будет находиться в виде слабодиссоциированной сероводородной кислоты H2S.

Для определения сероводорода к точно отмеренному раствору иода известной концентрации, подкисленному соляной кислотой, прибавляют определенное количество исследуемой морской воды. Раствор иода берется в избытке по отношению к ожидаемому содержанию сероводорода. Количество иода, израсходованного на окисление сероводорода, может быть легко определено по разности путем обратного титрования оставшегося иода раствором гипосульфита. Разница между количеством раствора гипосульфита, соответствующим всему количеству взятого для анализа иода, и количеством этого же раствора, затраченным на титрование избытка иода в пробе морской воды, будет эквивалентна содержанию сероводорода в исследуемой пробе.

Реакции между сероводородом и иодом и между иодом и гипосульфитом можно представить следующими уравнениями

Н2S+I2 ® 2НI+S, (2)

I2 + 2Na2S2O3 ® Na2S4O6 + 2NaI. (3)

В описываемом методе ошибки обусловлены следующими факторами: во-первых, растворы иода обладают значительной степенью летучести, их не следует оставлять открытыми на воздухе, а необходимо консервировать. Летучесть раствора иода снижают добавлением в него избытка иодида. При этом образуется трииодид-ион:

I- + I20 ® I3-

Такие растворы уже значительно менее летучи. Если титрование происходит при температуре ниже 25 °С и содержание иодида в растворе иода составляет примерно 4%, то потеря иода в таких условиях ничтожно мала.

Во-вторых, иодиды в кислой среде окисляются кислородом воздуха:

4I- + O20 + 4H+ ® 2I20 + 2Н20.

Для того чтобы избежать этой ошибки, следует, по возможности, подкислять раствор иода, содержащий йодистый калий непосредственно перед самым определением сероводорода и держать раствор в атмосфере углекислого газа.