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Beitri/ge zur Mikrojodbestimmung. ¥on G u l b r a n d L u n d e , K a r l C l o s s und J e n s B i i e .

(Aus dem Pharmakolog. Institut der Universit';it Oslo, Norwegen.)

(Eingelangt am 2. Juli 1929.)

L ~Jber d ie Ve ra schung de r Subs tanz und die A n r e i c h e r u n g des Jods, besonders bei dem v. F e l l e n b e r g ' s c h e n Jod-

be s t immungsve r f ah ren .

(Von G u l b r a n d L u n d e und K a r l C l o s s . )

E i n 1 e i t u n g. Bei der quantitativen Bestimmung geringer Jodmengen, wie sie in tierisehen, pflanzlichen und mineralischen Stoffen vorkommen, kommt es darauf an, das gesamte in der zu untersuchenden Substanz vorhandene Jod in eine Form fiberzu- fiihren, in der es sich einheitlich und quantitativ mit den fiir die Bestimmung dienenden Reagenzien umsetzt. Als solehe Form kommt praktisch nur das anorganiseh gebundene Jod in Frage.

Ein Teil des Jods ist nun gewShnlich so fest an die organische Substanz gebunden, dal; es nicht gelingt, diesen Tell selbst durch ziemlich kr~iftig wirkende Mittel quantitativ in anorganisch gebundenes Jod tiberzufiihren. Es ist deshalb notwendig, die organische Substanz vollst~ndig zu zerstSren, aueh deshalb, well ihre Gegenwart die Nachweisreaktionen stSrt. Es ist selbstverst~indlich, dal~ diese ZerstSrung unter Bedingungen vorgenommen werden mul~, unter denen keine Jodverluste eintreten. Dies wird erreicht dureh Anwendung eines der folgenden Verfahren:

1. Verbrennung der Substanz, eventuell unter Zusatz von wenig Kalk irn Sauerstoffstrom, und Auffangen der Verbrennungsprodukte in einer alkalisehen Fliissigkeit (~'[cCI.ENDON~), V. FELLENBERG2), SCHWAIBOLD3), REITH~)). Das Verfahren ist theoretiseh ein- wandfrei, hat aber den Naehteil, dal~ es zeitraubend ist; aul~erdem kommt es f~ir Massenanalysen frischen Materials tiberhaupt nicht in Frage.

2. Die Substanz wird an der Luft bei m~il~ig hoher Temperatur bei Gegenwart eines Alkalifiberschusses verbrannt, ohne Zusatz

1) j . F. MCCLENDON, Journ. biol. Chemistry 60, 289 (1924); Physiol. l={ev. 7, 189 (1927); Journ. Amer. chem. Soc. 50, 1093, 1928; 51, 394, 1929.

-~) TH. v. FELLENBEllG, Mikrochemie 7, N. F. 1. 242, 1929, vergl, besonders Seite 262--263.

3) J. SCHWAIBOLD, Chem.-Ztg., 53, 22 (1929). 4) j . P. REIT~t, Rec. Tray. chim. Pays Bas, 48. 254 (1929).

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eines 0xydationsmittels nach CT{ATIN~), KENDALL ~a) und v. FELLENBERG G) oder auch mit einem 0xydationsmittel. Hierbei wird alles Jod in Jodid tibergeffihrt. Die Hauptschwierigkeit dieses Verfahrens besteht in der gegulierung der Temperatur. Bei zu hoher Temperatur treten Jodverluste ein, wlihrend bei zu niedriger Temperatur die Substanz nicht ganz zerstSrt wird.

3. Man verwendet feuchte Verbrennung in schwefelsaurer LSsung und f~ngt das entweichende Jod in einer alkalisehen Fltissigkeit auf (GAuTIERT), WILKE-DORFURTS), PFEIFFERg)).

In den allermeisten F/illen ist die Konzentration des Jods in dem angewendeten Material so gering, dag keine Reaktion empfindlieh genug ist, einen Nachweis in dieser Verdtinnung zu gestatten. Das Jod mug daher erst angereiehert werden, bevor die eigentliehe Be- stimmung vorgenommen werden kann. Es ist aber auch notwendig, es von allen Begleitstoffen mSgliehst weitgehend zu befreien, damit eine einwandfreie Bestimmung gew~hrleistet ist.

Die Veraschung der organischen Substanz bei freiem Luft- zutritt , wie sie v. FELLENBERG (1. C.) bisher fast aussehliel~- lich verwendet hat, ist ftir Serienanalysen, besonders yon frisehem organischen Material, zweifellos am geeignetsten.

Dieses Verfahren ist wohl deshalb auch das am h'~ufigsten ver- wendete. Die Handhabung ist aber naeh der v. FELLENB~RG'schen Originalvorschrift selbst fiir den Geiibteren recht schwierig, was v. FELLENBERG selbst stets zugegeben hat1°).

Die Hauptsehwierigkeit liegt darin, dal; der Analytiker die Fehler, die er bei der Ausftihrung der Bestimmung maeht, erst am Sehluliresultat der Analyse erkennt. Bei der Bestimmung unbe- kannter Jodmengen mug man sieh vor allem davor hiiten, in tier Ubereinstimmung zweier Parallelana]ysen einen Beweis fiir die Richtigkeit dieser Bestimmung zu sehen. Analysen unter Zusatz yon bekannten Mengen Kaliumjodid, wie sie yon verschiedenen Forsehern als Kontrollmittel angewendet werden, bieten, wie der eine von uns (K. CLOSS) wiederholt gefunden hat, ebensowenig

5) A. CHATIN Compt. rend. Aead. Sciences, 30, 352 (1850); 82, 128 (1876). 5a) E. C. KENDALL, Journ. biol. Chem., 40, 265 (1919); 43, 149 (1920). ~) v. FELLENBER¢, Ergebn. der Physiol., 25, 176--363 (1926). ~) A. GAIJTIER, Compt. rend. Acad. Sciences, 128, 643, 1069 (1899). s) E. WILK~.-DORFIIaT, Ztschr. angew. Chem., 40, 1478 (1927). 9) G. PFF.II~F]~R, Biochem. Ztschr., 195, 128 (1928). ~o) TH. v. FELLENBERG, Mikrochemie, 7 (N. F. 1), 262 (1929).

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eine Gew~hr ffir die Richtigkeit der Ausffihrung. Nur durch Wieder- holung der Verbrennung unter st~tndiger Abi~nderung der Bedin- gungen kann man fiber die gemachten Fehler klar werden und die Bedingungen ausfindig machen, unter denen die Analyse i n a 11 e n F ~i 11 e n zuverl~issige Resultate liefert. Diese Bedingungen sind je naeh der Art des untersuehten Materials versehieden. ~Vir wollen hier die yon uns im Laufe der letzten Jahre bei der Unter- suehung des versehiedenartigsten tierisehen und pflanzliehen :Ma- terials gesammelten Erfahrungen wiedergeben.

Wir waren haupts~iehlieh danaeh bestrebt, die Methode raSg- liehst weitgehend zu sehematisieren, damit sie auch v o n we- n i g e r g e f i b t e n J o d a n a l y t i k e r n m i t E r f o l g v e r - w e n d e t w e r d e n k a n n .

Der Gang der Analyse gestaltet sieh wie bei v. FELLENBERG, und die folgenden Ausffihrungen sollen nur eine Erg~inzung ~nd S e h e m a t i s i e r u n g der v. FELLENBEaG'schen 0riginalvor- sehrift darstellen.

D e r G a n g der A n a l y s e .

1. Die Zers tSrung der o r g a n l s e h e n Substanz.

a) D a s A u f l S s e n d e s M a t e r i a l s . U m e i n e g u t e D u r e h - sehnittsprobe des zu untersuehenden organisehen Materials zu erhalten, wird eine etwas grSl;ere Menge folgendermal;en in LSsung gebraeht: Die gewogene Probe versetzt man mit einem Stfiekehen Xtzkali und wenig Wasse~ und erw~irmt solange auf dem Wasser- bade, his vollst~indige LSsung eingetreten ist. Die zugesetczte Menge Xtzkali soil etwa 25 bis 50~ vom Gewieht der Probe be- tragen. Die Zugabe yon wenig Alkohol besehleunigt die Auf- 15sung. Bei fettreiehem Material mug man mehr Alkohol anwenden und Niufig umsehiltteln. Fette und 61e werden mit alkoholisehem Kali verseift.

Eiweil~reiehe Substanzen bilden bei der naehfolgenden Verbren- hung reiehlieh Kohle, augerdem Blaus~iure und Ammoniak. Alle diese Stoffe stSren die Bestimmung des Jods11).

11) Vergl. TH. v. FELLENBERG (1. e.) tiber den stSrenden Einflui; d~s .Am- moniaks; G. LUNDE und TH. v. FELLENBERG, Ztschr. anorg, aug. Chem., 165, 234 (1927), fiber die Adsorption des Jods an Kohle und Kieselsiiure. M. GUERBERT, Journ. Chim. Phys., 17, Nr. 7 (1903), sowie J. CURTMAN und C. KAUF~VIAN, Journ. Amer. chem. Soc., 40, 914 (1918), weisen auf den stSrenden Einflug der Cyanide hin.

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Es ist daher ratsam, beim AuflSsen m e h r K a l i l a u g e a 1 s g e w S h n l i e h z u v e r w e n d e n (bis zum Vierfachenvom Ge- wicht der Probe). Der Zusatz von mehr Kalilauge hat folgende Vorteile:

1. Er bewirkt, dal~ die Masse beim Erhitzen zum Schmelzen kommt.

2. Er verhindert oder vermindert die Abscheidung yon Kohle, indem die Kalilauge mit der Kohle unter Bildung yon Karbona t reagiert.

3. Er bewirkt die Zersetzung von Cyaniden un, i Ammonium- salzen.

Zetlulose, Chitin und /~hnliehe Verbindungen werden erst beim Schmelzen mit Atzalkalien zersetzt. Will man in ihnen Jod naeh- weisen, so mul~ die alkalisehe LSsung zur Trockne verdampft werden und dann fiber freier Flamme unter stetigem Umschwenken zum Schmelzen erhitzt werden. Unter starker Gasentwicklung wird die Substanz zersetzt und l~l~t sieh dann in Wasser aufl~sen. In derselben Weise verf~hrt man mit kiesels~urereichem Material.

Ist die Probe dagegen kalkreich, so mul~ sie entweder erst mit Lauge und dann mit Salzs~ture, oder besser, erst mit Salzs/~ure (am Riickflul~) und dann mit Kalilauge behandelt werden. Ge- nauere Vorschriften ffir die Bestimmung des Jods in solchen kalkreichen Proben werden welter unten gegeben.

b) D a s Ve r a s e h e n . Ein aliquoter Tell des gelSsten Ma- terials (entspreehend zirka 1 g frischer Substanz) wird in eine Eisensehale (besser eine V2A-Sehale yon Krupp) gebracht, mif. 1 his 2 ccm etwa 50~ iger Pottasehel5sung versetzt und auf dem Wasserbade soweit als mSglieh eingedampft. Fas t immer enth/~lt der Eindampfrfickstand noeh etwas Wasser; man mul~ daher sehr vorsichtig sein, wenn man nun mit dem Erhitzen fiber freier Flamme beginnt. Man vermeidet l~stiges Spritzen dadurch, dal~ man im ersten Augenblick mit sehr starker Flamme erhitzt, damit das Wasser aus den unteren Schiehten ausgetrieben wird, ehe die ganze Salzmasse zusammengebacken ist. Sobald die ~[asse anf~ngt, harte Krusten zu bilden, stellt man den Brenner raseh ganz klein und steigert dann erst ganz allm~ihlich die Temperatur wieder bis auf etwa 450 bis 500 °. Das Spritzen ist besonders l~stig bei Proben, die viel Chloride oder Sulfate enthalten; bei der Unter- suchung yon sauren Aufschlfissen ist daher besondere Vorsicht geboten.

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Schlief~lich erhitzt man die Substanz etwa zehn Minuten l~ng bei 450 bis 5000 und priift dann, ob der bei der Verbrennung a u f- t r e t e n d e G e r u c h v e r s c h w u n d e n i s t . Gegebenenfalls setzt man das Erhitzen solange fort, bis der Geruch auf alle F~ille nur noch ganz schwach ist. Es ist gut, die Schale et~vas schief zu stellen, damit sich ein Luftstrom ausbilden kann, tier die Verbrennungsgase mitreif~t. Man mul~ darauf achten, dal~ an keiner Stelle Uberhitzung eintritt.

Ist der Verbrennungsgeruch fast oder ganz verschwunden, so schreckt man die Schale in kaltem Wasser ab und 10st den Inhal t in wenig Wasser. Haben sich Kohleklumpen gebildet, so mfissen diese mit einem Pistill verrieben werden. Sind die Salzkrusten w5hrend der Verbrennung sehr hart geworden, so mul~ man noch- reals 1 bis 2 ccm PottasehelOsung zusetzen, ehe weiter verbrannt wird. ])ann dampft man wieder ein. Um Zeit zu sparen, kann man dieses Eindampfen fiber freier Flamme vornehmen (oder auf dem S a n d b a d). Sobald das Eintrocknen beginnt, mug man durch Einhaltung der oben beschriebenen Vorsiehtsmaf~regeln mOgliches Spritzen verhindern. Man erhitzt dann wieder auf 450 bis 500 o und fghrt solange mit dem Erhitzen fort, bis der @ e r u c h vel"- s c h w u n d e n ist. Dann wird die Schale wieder abgeschreckt, der Inhalt in wenig Wasser aufgelOst, die Kohleklumpen zerrieben, wieder zur Trockne verdampft und wieder bis zum Verschwinden des Oeruchs erhitzt.

Wenn nach dreimaliger Verbrennung die gebildete Kohle immer noch nicht verbrannt ist, se{zt man reichlieh Wasser zu (e twa 50 ecru), lgl~t kurze Zeit stehen, saugt dann yon der Kohle durch ein kleines Filterehen ab, w~ischt zweimal mit etwa 10 ecru Wasse r nach und saugt dann noch einige Zeit kr~ftig, um die Hauptmenge der Fliissigkeit aus der Kohle herauszusaugen. 1)ann bringt man die Kohle mitsamt dem Filterchen in die Eisenschale zuriick, spiilt alle im Trichter haftenden Reste nach, verdampft zur Troekne und verbrennt alles bei schwacher Rotglut . Nun gief~t man das F i l t r a t in die erkaltete Schale zuriick, dampft wieder zur Trockne ein und erhitzt bis zum Verschwinden des Geruchs, wie oben beschrieben. Manchmal muI~ das Erhitzen noch ein zweites Mal vorgenommen werden.

Die Seifen yon tierischen Fet ten und Olen verbrennen im al]ge- meinen sehr schwer. Das F i l t ra t yon der Kohle ist in soIchen Fgllen h~iufig dunkelbraun bis schwarz. Bei der nachherigen Ver-

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brennung t r i t t wieder Kohlebildung auf. Die Kohle wird wieder abfiltriert und fiir sieh verbrannt. Es ist ratsam, bei fetten Sub- stanzen:

1. mit der Temperatur so hoch zu gehen, wie tiberhaupt zulSssig, ohne Jodver]uste beftirchten zu mtissen,

2. zum Entfernen der Kohle entweder ein Oxydationsmittel (Na N Q ) oder etwas £ tzkal i zuzusetzen.

Die Verbrennung der organisehen Substanz kann nur dann als vollstgndig angesehen werden, wenn die Salzmassen naeh dem Veraschen reinweil~ oder durch Beimischung yon Ferrioxyd hell- rotbsaun gef~trbt sind. A1]e grauen TSne deafen auf unvollst/~ndige Verbrennung.

2. Die A n r e i c h e r u n g des Jods und die Zerst iJrung der letzten Spuren organischer Subsianz.

a) D i e A l k o h o l e x t r a k t i o n . Nachdem sich die Schale abgekiihlt hat, gibt man etwa 2 bis 3 ccm 96%igen Alkohol auf die Salzmasse, setzt einige Tropfen Wasser zu und l~il~t dann m i n d e s t e n s z e h n M i n u t e n s t e h e n . (Die Sehale soll mit einem Uhrglas bedeckt werden.) Dabei wird die Salzmasse auf- geweicht. Dann verreibt man solange mit einem Achatpistill, bis sich ein gleichmgf~iger, dickfiiissiger Salzbrei gebildet hat und an keiner Stelle mehr Salzkrusten an der Schale haften. Sollte letzteres des Fall sein, so werden die Krusten durch vorsichtiges Zutropfen yon Wasser (odes auch PottaschelSsung) und erneutes Verreiben aufgelSst.

Jefizt wird der Alkohol durch Dekantieren in eine etwa 5 cm weite Goldschale mit flachem Boden iibergef~ihrt~-~). Zu diesem Zweck wird des Rand der Eisenschale aul~en mit etwas Vaseline bestrichen und der Rand der Goldschale an einer Stelle naeh innen gebogen (nicht geknickt!). Bringt man nun die eingebogene Stelle der Goldschale zur Berfihrung mit dem inneren Rand der Eisen- schale, so gelingt es durch Neigen des Schalen gegeneinander, den Alkohol ohne Verluste in die Goldschale iiberzugiel~en. Die Ex- traktion wird mindestens dreimal wiederholt.

b) D i e e r s t e V e r b r e n n u n g i n d e r G o l d s c h a l e .

~'~) Goldschalen werden yon uns an Stelle von Plat inschalen verwendefi. Sie haben den Vorzug der rda t iven Billigkeit, mfissen aber sehr vorsichtig behandelt werden.

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Man setzt zu der alkoholischen LSsung in der Goldschale e twa filnf Tropfen 50%ige PottaschelSsung und soviel Wasser, dal~ sich eine homogene LSsung bildet, und dampft auf dem Wasserbade zur Trockne ein. Der Wasserzusatz bewirkt, daI~ das Eindampfen auf dem Wasserbade ]angsamer und ruhiger verl~uft und dal~ die gelSsten Salze sich ausschlie[~lich auf dem Boden der Schale ab- setzen.

Nach beendigtem Eindampfen erhitzt man die Schale vorsichtig fiber einer kr~iftigen, nichtleuchtenden Bunsenflamme. Man m~1% dafiir Sorge tragen, da1% alle Teile der Schale g 1 e i c h m 5 1% i g, abet n i c h t z u s t a r k ausgeglfiht werden; dies wird durch s te les Hin- und Herbewegen erreicht, so da1% die Schale ieweils nut kttrz in die Flamme kommt. W~hrend des Erhitzens 15st sich meistens ein Teil der Salze vom Boden ab und kann so nicht ordentlich aus- gegliiht werden. Man kiihlt daher die Schale ab, 15st den Inhal t in ein paar Tropfen Wasser, verdampft zur Trockne und gliiht wieder vorsichtig. Es mu1% solange mit dem abwechselnden @liihen und AuflSsen fortgefahren werden, his die SaIze beim Eindampfen den Bodender Schalemit einem g l e i c h m 5 1 % i g e n U b e r z u g b e d e c k e n und r e i n w e i 1 % geworden sind.

c) D i e A l k o h o l e x t r a k t i o n i n d e r G o l d s c h a l e . l~Ian 151%t erkalten, ffigt etwa 2 ccm 96%igen Alkohol und ein bis zwei Tropfen Wass'er zu, verreibt mit dem Pistill, bis sich ein gleichm51%iger Salzbrei gebildet hat, fiihrt den alkoholischen Auszug dureh Dekantieren in eine andere @oldschale, oder besser, in eine Gold-Platinschale (90% Au, 10% Pt) fiber und dampft ohne Zusatz yon Pottasche auf dem Wasserbad zur Trockne. Es wird auch bier Wasser zugesetzt, um das Verdampfen des Alkohols ruhiger zu gestalten. Die zuriickbleibenden Salze sollen nut einen diinneren Beschlag auf dem Boden der Scha]e bilden.

Gr51%ere Mengen von Salzen werd6n hier stets bei der Extrakt ion chloridreicher Salzgemische beobachtet, wie auch bei solchen, die freie Kalilauge enthalten (diese wird am besten durch Dberleiten yon Kohlens~ure in Karbonat verwandelt). In solchen F~llen miissen noch einmal ein paar Tropfen PottaschelSsung zugesetzt und die Extraktion nach dem Eindampfen und Gliihen wiederholt werden.

d) D i e z w e i t e V e r a s c h u n g i n d e r P l a t i n - G o l d - s c h a 1 e. Man erhitzt nun die Schale in einer starken, nichtleuchtenden Bunsenflamme. Bei diesem letzten ,,Oliihen" tret.en a,m

Beitr/ige zur Mikrojodbestimmung. 279

leichtesten Verluste ein. Man mul~ darauf achten, dal~ die Schale stets nut ganz kurze Zeit in die Flamme kommt. Die Salze diirfen k e i n e s f a l l s z u m S c h m e l z e n k o m m e n .

Es kommt manchmal vor, dal~ betr~tehtliche Mengen organischer Substanz sieh allen vorhergehenden ¥erbrennungen entziehen und erst bei der letzten Veraschung unter Bildung von Koh]e und brauner Zersetzungsprodukte zerstSrt werden. War dies der Fall, so wiederholt man das Gliihen mit Pottasche, extrahiert wieder und gliiht dann noch ein letztes Mal.

3. D e r A n a l y s e n g a n g bei G e g e n w a r t grofler Mengen yon Kalksa lzen .

Bei der Untersuchung yon sehr kalkreichen Substanzen haben wit die Erfahrung gemacht, dal~ das v. FELLENBERG'sche Ver- fahren auch in der ~etzt yon uns geschilderten Form in manchen F~llen nicht zum Ziele fiihrt. Wit beobachteten gelegentlich Fehl- resultate, wo nut ein Ffinftel his ein Sechstel des Gesamtjods bei Einhaltung des iiblichen Analysenganges zur Bestimmung gelangt.

Es zeigte sich, dal~ in diesen F~llen das Jod nach der Veraschung in alkoholunl~slicher Form vorlag und sich dadurch der Bestim- mung entzog. In solchen F~llen kommt man zum Ziel, wenn man den Gliihriickstand in Salzs~ure 15st und nachher die Fliissigkeit wieder alkalisch maeht, ehe man mit Alkohol extrahiert.

Bequemer und sicherer kommt man zum Ziel, wenn man nach der gewShnlichen Verbrennung in der Eisensehale Wasser zusetzt, auf dem Wasserbad erw~rmt und das ungelSste, zuriiekbleibende Kalziumkarbonat heig filtriert und mit heigem Wasser griindlich ausw~scht. Man kann dann noch den Kalk mit S~iure vom Fil ter l~sen, wieder ausfi~llen und abfiltrieren.

Da aber bei griindlichem Auswaschen mit heigem Wasser nur ein unbetr~ehtlicher Teil des Jods auf dem Filter zuriickgehalten wird, kann man sich damit begniigen, den Filterriickstand nochmals unter Zusatz yon etwas Pottasche zu verbrennen. Das F i l t ra t wird zur Trockne verdampft, nochmals gegliiht, mit Alkohol extrahiert und die alkoholischen Ausziige alle vereinigt.

Das oben erw~thnte Verhalten sowie der Umstand, dag bei anderen untersuchten kalkreichen Proben das gewStmliehe v. FELLENBERG'sche Verfahren Werte lieferte, die nur etwa 15% zu niedrig waren, legt die Vermutung nahe, dag das Jod in manchen

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F/illen anders gebunden ist. Es ist wahrscheinlich, daft es als schwerlSsliches Katziumjodat vorliegt, welches entweder yon vornherein vorhanden war oder sich w/ihrend der Verbrennung ureter der Einwirkung yon Oxydationsmitteln gebildet hatte. Diese An- nahme wird durch die Beobachtung yon KARL CLOSS 13) gestiitzt, dal~ diejenigen Proben, bei denen sich am meisten Jod der :Be- stimmung entzog, vor der Verbrennung beim Ansiiuern aus Kalium- ]odid betr~ichtliche Mengen Jod frei machten, wihrend die Proben, die auch nach dem alten Verfahren untersucht, ann~ihernd gleich hohe Werte gaben, nur schwache oder keine oxydierenden Eigen- schaften besal~en.

Da die Trinkw~isser der Eropfgegenden, die sehr h~iufig der Gegen- stand von Joduntersuchungen waren, meistens sehr hart (k~Ik- reich) sind, so diirften diese Beobachtungen nicht ohne praktisches Interesse sein. v. FELLENBERG beschreibt die Jodbestimmung in W/issern wie folgtl+):

,,Man bringt das Wasser in einen ger~iumigen Kolben aus Jenaer @las, versetzt mit etwas Phenolphtalein und soviel Pottasche- ]Ssung, dal~ eine stark rote Farbe auftritt, und dampft auf ein kleines Volumen ein. Wenn sich bei Trinkwasser oder Flul3wasser Kalk abscheidet, so filtriert man nach einiger Zeit." Das Fil trat wird welter untersucht, der Filterr~ickstand dagegen vernachl/issigt.

Es wurde diese Methode bereits yon CHATIN 15) verwendet, der auch angibt, dal~ die barren, viel Kalk und Magnesia enthaltenden W/isser ihr Jod schnell verlieren.

Es ist schwer verst/indlich, warum kalkreiche LSsungen besonders leicht ihr Jod verlieren sollen, da sie doch alkalisch sind. Is t es nicht nach unseren oben mitgeteilten Ergebnissen eher anzu- nehmen, dal3 das Jod den Analytikern in solchen F~llen bei der Analyse entgangen ist?

Nach verschiedenen Forschern soll auch ein Teil des Jods im Meerwasser als Kalziumjodat vorliegen (SONSTADT16).

Auch fiir die Jodmangeltheorie des Kropfes diirften diese Beob- achtungen von Wichtigkeit sein. Der Jodmangel einer Gegend wird n/imlich yon den meisten Forschern durch Wasseranalysen festgestellt.

t3) KARz CLOSS, Diss. Miinchen 1929. Wird demnichst verSffentlicht. 14) TH. v. FELLENBEI~G, Ergebn. der Physiol. 25, 196 (1927). 15) A. CHATIN, cifi. nach v. FELLENBERC 1. C. Seife 183. 16) E. SONSTADT, Chem. News, 25, 196, 231, 241 (1872).

BeitrSge zur Mikroiodbestimmung. 281

II. {)ber die Titration sehr kleiner Jodmengen.

• Nachdem das Jod der organischen Substanz angereichert und von den organischen Begleitstoffen befreit ist, erfolgt die eigent- liche Bestimmung entweder kolorimetrisch nach v. FELLENBERG oder titrimetrisch. Betrttgt die vorhandene Jodmenge mehr als 1 7' (----0,001 mg), so k a n n sie in allen F~illen titriert werden.

Die Titration (nach Winkler yon G. L u n d e und J. BSe.)

L. W. WINKLER 17) ftihrt das Jodid durch Oxydation mit Chlor- wasser in Jodat fiber, bringt das Jodat in saurer L5sung mit Ka- lium~odid zur Reaktion und t i tr iert das ausgeschiedene Jod mit Natriumthiosulfat:

H J Q ÷ 5HJ ~ 3J~ + 3H,.0.

Diese Methode ist besonders in den tetzten Jahren yon verschiedenen Forschern ausgebaut worden. STURM is) t i triert Jodmengen bis zu 1 ~ herab, wobei er eine ,,VerzSgerung" des Indikatorum- schlages beriicksichtigen mug. I-IOJEn 19) hat kiirzlich die Titra- tion, wie sie yon v. FELLENBERG und anderen und auch von uns verwendet wird, kritisiert. Es ist uns abet nicht gelungen, in seiner langen Arbeit eine einzige wirkliche Verbesserung zu finden.

Wir verfahren bet der Bestimmung folgendermal~en: Der schwach gegliihte, geringe Sa]zriickstand in der Platin-Gold-

schale wird in wenig Wasser gelSst und quantitativ in einen sorg- f~tltig ausged/impften, 50 ccm fassenden Jenaer Erlenmeyerkolben iibergespiilt. Zuerst werden zwei Tropfen etwa 15%ige ~odfreie Salzs~iure zugesetzt, dann etwa 0,5 ccm frisch hergestelltes Ci~lor- wasser. Das Chlorwasser wird aus Braunstein, Kochsalz und Schwefels/iure hergestellt, und h~ilt sich, wenn im Dunkeln und unter Luftabschlut~ aufbewahrt, einige Tage. Man dart zur Darstellung des Chlorwassers nicht Chlorkalk nehmen, da das Chlorwasser nach dieser Methode dargeste]lt, geringe Mengen Chlorstiure enth~ilt. Die Oxydation des Jodids zu Jodat ist in wenigen Sekunden beendet. Das Chlor mul~ im Uberschul~ vorhanden sein, man iiberzeugt sich davon durch die momentane Ent-

17) L. W. WINKnEn, Zeitschr. angew. Chem. 28, 477, 494 (1915); 29, 207, 342 (1906); Pharmaz. Zentralhalle, 63, 386 (1922); 64, 511 (1923).

is) A. STUnM, Biochem. Zeitschr. 200, 273 (1928). 19) j . A. HOJEn, Biochem. Zeitscbr. 205, 273 (1929).

282 G. Lunde, K. Closs und J. B~e:

f~irbung eines zugesetzten Tropfens Methylorange. Das zugesetzte Methylorange stSrt die Titrat ion nieht. Das ttbersehiissige Chlor wird nun dureh Kochen aus der LSsung entfernt. Um ein Stol~en der Fliissigkeit zu vermeiden, wird wenig pulverisierter, naeh einem besonderen Verfahren (vergl. v. FELLENBERG) pr~iparierter Bims- stein zugesetzt. Versuehe yon BOE haben gezeigt, dab es beim Vertreiben der letzten Spuren yon Chlor nieht auf den G r a d d e r K o n z e n t r i e r u n g der Fliissigkeit ankommt, sondern auf die D a u e r des Kochens. Zwei Minuten langes Kochen genfigt zur vollst~ndigen Entfernung des Chlors, selbst wenn ein relativ gro_ger Ubersehul; an Chlorwasser verwendet wurde. Man mul~ sieh davor hCtten, zu weir einzukoehen, weil sonst Jodverluste infolge Ver- fliichtigung als Jodchlorid eintreten.

2HJ03 + 10HC1 ~ 2JC1 -Jr- 4CI2 -~- 6H~O

Der Kolben wird rasch abgektihlt und ein KSrnchen Kalium- jodid zugesetzt. Das ausgesehiedene Jod wird mit 1/250 Natrium- thiosulfatlSsung titriert. Zwei Tropfen St~trkelSsung werden gegen Ende der Titration zugesetzt. Naeh diesem Verfahren haben ~'ir stets Jodmengen bis zu 1 ~ herab titrieren kSnnen. Der Titer ist bei so geringen Jodmengen etwas anders und mug mit einer bekannten Menge ahnlieher GrSl~enordnung bestimmt werden, da ~lie Uberti trat ion bier bedieksichtigt werden mul~. Naeh RF~ITI~ '°) wird die Titration dureh die Gegenwart yon Bromiden gestSrt. Wi r haben diese Beobaehtungen nieht gemaeht. Ferner wird die Ti t ra- tion dureh Anwesenheit yon Nitr i t beeintr~tehtigt, worauf REITu ebenfalls hinweist. REITI-I zerstSrt die Nitrite vor der Ti t ra t ion mit Natriumazid. Im tibrigen sei auf v. FF-LLENBERG'S "1) ktirzlieh ersehienenes Sammelreferat iiber Mikroiodbestimmung hinge- wiesen.

Die Titration nach Schulek und Stasiak (von Karl Closs.)

E. SCHULEK und A. STASIAK 22) haben ein Verfahren zur Be- stimmung des Jods in Schilddriisenpr'Xparaten ausgearbeitet. Sie verwenden fiir die Analyse 0,1 g Schilddrfisenpulver, dessen Ge- samtjod zur Bestimmung gelangt. Die zu titrierende Jodmenge ist

."o) j . P. REITH, Rec. Tray. chim. Pays-Bas, 48, 386 (1929).

.,i) v. FELLENBERO, diese Ztschr. N. F. 1, 242--263 (1929). e-~) E. SCHULEK und A. STASIAK, Pharmaz. Zentralhalle, 69. 113, 513 (1928).

Beitr~ige zur Mikro~odbestimmung. 283

deshalb verh/~ltnism/il~ig groin, und wir kSnnen die Methode in der urspriinglichen Form deshalb als eine Halb-Mikromethode bezeichnen. Sie verfahren bei der Bestimmung wie folgt:

0,1 g Schilddriieenpulver wird in einem Nickeltiegel mit 2,5 g Kaliumhydroxyd zusammengeschmolzen und bis zur ZerstSrung der organischen Substanz erhitzt. Die aufgelSste Schmelze wird mit 20%iger Schwefels/~ure neutralisiert (~fethylorange als Indi- kator) und 4 ccm Bromwaeeer und nachher 5 ccm 5%ige Phenol- 15sung, oder beeeer 0,5 ccm frisch bereitete Natriumhypobromit- 15sung (dargestellt aus einem Tell 5Yo iger Natronlauge und einem Tell geeiittigtem Bromwasser) und nach dem Schiitteln 0,5 ccm einer 5% igen PhenollSsung zugegeben. Nach mehrmaligem Schiit- ~eln gibt man zur LSsung 0,1 g I(alium]odid, 5 ccm 20Yo ige Phoe- phorsSure und nach fiinf Minuten wird dae ausgeschiedene Jod mit Natriumthiosulfat titriert.

Es wurden nun Vereuche dariiber angeetellt, ob sich dieee ~[e- rhode auch bei der Beetimmung dee Jods in anderen und auch ~od- ~rmeren Substanzen unter Zugrunde]egung des v. FELLEBNERG-

schen Verbrennungsverfahrene "03) anwenden l~ti~t.

lnsbesondere war es yon Interesse zu untereuchen, ob eich auch kleinere godmengen, als die von SCHULEK und STASL~K bestimmten, bei enteprechender AbSnderung des Verfahrens mit befriedigender Genauigkeit titrieren laeeen. Dies 1/~l~t sich tate~tchlich erreichen, wenn man die folgenden Funkte beriicksichtigt:

1. Die LSeung mull vor dem Versetzen mit Brom mSglichst genau neutral sein. Dies erreicht man am besten dadurch, dal~ man erst mit 20% iger Schwefels/~ure eben eauer macht und dann vor- eichtig 5%ige Kalilauge zugibt, his die Farbe des ale Indikator verwendeten Methylorange nach gelb umschlSgt. Ein Uberschul~ an Alkali let unbedingt zu vermeiden, da in einem solchen Falle die Titrationswerte zu hoch auefallen, well das Nachbl~uen tier St~trke viel schneller erfolgt als bei der gewShnlichen Titration.

2. Man darf keinen grol~en Bromiiberschul~ anwenden. Fiir Werte bis zu 200 y Jod geniigen zwei Tropfen ges~ttigtes Bromwasser. Es ist ratsam, das Bromwasser tropfenweise zuzugeben, bis die

-~a) v. FEI.LENBF-RG, ,,Das Vorkommen, der Kreislauf und der S~offwechsel des Jods", Ergebnisse der Physiologie, 25, 176--363 (1926). G. LUNDE, K. CLOSS und K. WOLFERT, ,,Untecsuchungen iiber den Jodstoffwechsel I und II", Biochem. Ztschr., 193, 94 (1927); 206. 248 (1929).

284 G. Lunde, K. Closs und .I. BSe:

LSsung deutlich gelb ist. Auf diese Weise bekommt man gleich- zeitig einen ungef~ihren Begriff yon der Menge des vorhandenen Jods. Von 507 Jod an aufw~irts wird auf Zusatz eines Tropfens Bromwasser erst Jod ausgeschieden. Es darf nicht seviel Brom in der LSsung vorhanden sein, dal~ bei Zusatz von Phenol eine Ausfiillung eintritt.

3. Der Uberschul~ an Phenol mul~ reichlich sein. Bei Verwendung yon nicht mehr als filnf Tropfen ges~ittigtem Bromwasser geniigen 0,5 ccm 5 % ige PhenollSsung zur Entfernung des Bromiiberschusses.

Nach Zusatz des Phenols soll die L~sung farblos und wasserklar sein. Eine gegebenenfaUs auftretende schwache Triibung oder Aus- flockung wird dutch Zusatz von etwas Wasser wieder gelSst.

Nach dem Zusatz des Phenols schfittelt man mehrmals krEftig und l~il~t etwa zwei Minuten stehem Man kann das Ans~iuern vor der Titration genau so gut mit zwei Tropfen 20~iger Schwefel- s/iure, s tar t mit den v o n SCHULEK und STASIAK verwendeten 5 ccm 20~iger PhosphorsSure vornehmen. Die 5 ccm Phosphors~iure wiirden das Fliissigkeitvolumen, das sowieso im allgemeinen schon etwa 10 ccm betrSgt, unnStig vergrSl~ern und dadurch die Bestim- mung des Endpunktes bei der Titration erschweren.

Die Methode hat den Vorteil, dal~ sie nur einmaliges Verbrennen in der Goldschale unter Pottaschezusatz fordert, da bei der Titra- tion Spuren von organischer Substanz und auch Salze fast keinen st5renden Einflul~ haben. Letztere bewirken ledig]ich das Auf- treten yon rStlichen UbergangstSnen bei der Titration. Man kann mit der Methode auch Werte unterhalb 50 7 Jod sehr gut bestimmen, wenn man den Titer der ThiosulfatlSsung fiir die ent- sprechenden Werte ermittelt. Die Werte stimmen sehr gut unter- einander iiberein, und eine Kontrolle mit der WINKLER'schen Me- rhode zeigte nirgends Abweichungen fiber 10~c. Durch die hohe Salzkonzentration t r i t t die von A. STURM beschriebene ,,VerzSge- rung" des Umsehlages hier schon bet hSheren Werten ein. Ftir kleine Werte empfiehlt es sich daher, die Verbrennung ganz in gewohnter Weise auszuftihren.

Bei der Bestimmung des Thiosulfatt i ters (was t~iglich geschehen muir) ist es notwendig, die LSsung erst anzus~uern und dann, wie oben angegeben, wieder zu neutralisieren, weil sonst die Wer te nicht vergleichbar sind. Man verwendet bei der Titration v orteil- hafterweise eine englumige Biirette, die 10 ecru fafit und die es gestattet , auf Kubikmillimeter genau abzulesen. Bei beiden Titra-

Beitr~ige zur Mikrojodbestimmung. 285

tionsverfahren benutzt man eine NatriumthiosulfatlSsung, die I g Na~S._.0~ "5H~0 im Liter enth~lt.

Die Methode yon SCHULEK und STASIAK ist ungeeignet zur Kontrolle kolorimetrischer Resultate. Es ist n~mlich weder in al- kalischer, noch in neutraler, noch in saurer LSsung mSglich, Nitr i t mit Brom zu Nitrat zu oxydieren. Da abet Nitr i t die Titration stSrt, mug es entweder durch Erhitzen mit Traubenzucker (SCHULEK und STASIAK) oder durch Umsetzung mit Natriumazid in saurer LSsung (J. F. REITH"~)) entfernt werden. REITH verwendet ebenfalls Brom zur Titration, weil er behauptet, dal~ bei Anwendung yon Chlor eventuelI Bromat gebildet werden kann und dadurch Jod vorge~tuscht wird. Das Brom wird in saurer LSsung zugesetzt und auf dem Wasserbad weggekocht (Pg etwa 1,6). Die Abweichungen sind bei cter REITH'sehen Methode bei Werten yon 0,5 bis 1,5 7 Jod hSchstens 5%, bei Werten yon 1,5 bis 10 7 hSch- stens 2 %.

III. t~ber die quantitative Besfimmung yon anorzanisch und organisch gebundenem Jod nebeneinander.

Es ist eine gro~e Reihe yon Versuchen angestellt worden, um fiber die Art der Bindung des Jods in den verschiedensten tierischen, pflanzlichen und auch mineralischen Produkten Auf- schlu[~ zu erhalten. Diese Aufgabe ist aber als eine der schwierig- sten der analytischen Chemie zu bezeichnen, und die bisherigen Arbeiten auf diesem Gebiete sind nur als Vorversuche zu bezeichnen.

Bei einer Trennung yon verschiedenen Jodverbindungen kann man entweder v o n d e r verschiedenen LSslichkeit oder aber yon der verschiedenen ReaktionsfKhigkeit der Verbindungen mit bestimmten Reagenzien Gebrauch machen.

So versuchte v. FELLENBERG :5) fiber die Art der Bindung des Jods in den BSden dadurch einen Aufschluf~ zu erhalten, dal~ er das Jod in salzs~iurelSsliehes und salzs~iureunlSsliches aufteilte. Nach diesem Verfahren arbeitete auch BLEYER'~). J. BECK ~)

e4) J. F. REITH, Rec. Tray. chim. Pays-Bas, 48, 386 (1929). -"5) V. FELLENBERC, Biochem. Zeitschr. 152, 153 (1924). _-6) B. BLEYER, Biochem. Zeitschr. 170, 265 (1926). .-7) W. GAUS und R. GRIESSmaCH, ,,Jodfrage und Landwirtschaft", S. 95

(Sonderdruck au,~: Zeifschr. PflanzenernShr. Dtingung, Abt. A. 13, Heft 6 (1929).


teilte das Jod in den BSden in organisiertes und nichtorgani- siertes ein.

Bei tierischen und pflanzlichen Produkten ist es yon ganz be- sonderem Interesse, tiber die Art der Bindung des Jods Klarhei t zu schaffen. Hier hat man versucht, eine Trennung der ~er- schiedenen wasserlSslichen Jodverb]ndungen nach folgenden Me- thoden zu erreichen: 1. Durch die Unterschiede in der LSslichkeit der verschiedenen Jodverbindungen in organischen LSsungsmitteln (BLU_V[ and G-RIJTZNER, V. FELLENBERG, LUNDE und CLOSS), 2. dutch Ausf~illung des anorganischen Jods mit Silbernitrat (ESCHLE, OSWALD U. a.), 3. durch Entfernung des anorganischen Jods, nachdem man es mit einem 0xydationsmittel in freies Jod iibergeftihrt hat (0KUDA und ETO, V. FELLENBERG U. a.), llnd 4. durch Ausf/illung des organisch gebundenen Jods (OKUDA lind ETO, HUNDESHAGEN, KENDALL, LUNDE und CLOSS u. a.).

Die Ergebnisse unserer Untersuchungen haben uns zu der untenstehenden Einteilung der in tierischen und pflanzlichen Or- ganismen natiirlich vorkommenden Jodverbindungen geftihrt.

Wir haben zuerst die I e i c h t 1 5 s i i c hen, das heil~t solche, die sich aus dem zu untersuchenden Material mit Wasser, Alkohol oder Aceton ausziehen lassen. Solehe Verbindungen sind vor allem die im Zellsaft gel5sten. Zu diesen ]eichtlSslichen Jodverbindungen geh5ren die wasserlSslichen anorganischen Jodverbindungen (z. ]3. 15sliche Jodide und Alkaliiodate) und wasserlSsliche organische Jodverbindungen (iodha]tige Extraktivstoffe).

Von den wasserunl5slichen Jodverbindungen lassen sieh einige mit fettl5senden, organischen Fltissigkeiten ausziehen, das sind Jodfette usw. Ferner gehSren zu den wasserunlSslichen schwerl5sliche anorganische Jodverbindungen (z. ]3. Erdalkali- jodat) und die in der G-eriistsubstanz der 0rganismen fest gebundenen organischen Jodverbindungen.

Die Aufteilung des Jods in diese verschiedenen Fraktionen gestaltet sich nun wie folgt.

E x t r a k t i o n in i t W a s s e r. Die Substanz wird zuerst rnit Wasser erschSpfend extrahiert. Diese Extraktion mul~ nach MSg- liehkeit bei gewSlmlicher Temperatur erfolgen, um eine Ver~inde- rung leichtzersetzlicher organiseher Verbindungen zu verhindern. Wir gehen bei diesen Versuchen so vor, dal~ die Substanz zuerst nach MSgliehkeit zerkleinert wird, worauf sie wiederholt mit frischem Wasser auf der Schtittelmaschine gesehiittel~ wird. 3Jan

Beitr~ige zur Mikro~odbestlmmung. 287

kann auch den feuchten Brei an einem kiihlen Or~ einfach stehen- lassen und das Wasser von Zeit zu Zeit erneuern. Da diese letz- teren Extraktionen meistens sehr viel Zeit in Anspruch nehmen, es vergehen oft mehrere Tage, bis die Extraktion vollst~indig ist, so mul~ man den Brei durch Dberschichten mit geringen Mengen Toluol vor F/iulnis schiitzen. Die w~isserigen Extrakte werden stets mit Toluol iiberschichtet.

Die Abtrennung der w~isserigen Extrakte vom Riickstand bietet manchmal gro/~e Schwierigkeiten und wird im allgemeinen erst durch Zentrifugieren m5glich. Die weitere Aufarbeitung des w~isserigen Extraktes gestaltet sich verschieden, ~e nachdem wel- chert Zweck man bei der Untersuchung verfolgt.

A b t r e n n u n g d e s F e t t . i o d s . Man kann aus der w~isserigen LSsung zuerst die Fette durch Ausschiitteln mit Chloro- form (nach v. FELLENBF~RC ~) oder, wie wir gefunden haben, besser mi~ Kther entfernen. Die LSsung wird zu diesem Zwecke schwach sauer gemacht. Ist die w~isserige LSsung zu verd~nnt (das heii~t zu ]odarm), dann mul~ sie vor dem Ausschiitteln mit Xther ein- geengt werden. Das Einengen wird am besten im Vakuum vorgenommen (eventuell unter Zusatz yon wenig Kaliumkarbonat). Die iitherische LSsung enth~It elementares Jod, entweder yon vornherein vorhandenes, oder solchea das beim Ans&uern in Frei- heir gesetzt wurde. Ferner enthilt die AtherlSsung dasienige Jod, das an Fette, bezw. an Lipoide gebunden ist. Diese Fraktion wird oft als ,,Lipoidiod" hezeichnet (VEIL und STURMe9), LUNDE und CLOSS3°). tTber die Art der Bindung des Jods in dieser Fraktion wissen wir nichts ganz Bestimmtes; es ist wahrscheinlich, dal] das meiste Jod in dieser Fraktion tats~ichlich an Fette gebunden ist.

Bestimmung des anorganisch gebundenen Jods dutch 0xydation. Im allgemeinenversucht man nun in der w~isserigen LSsung nach dem Abtrennen des Athers das anorganisch gebundene Jod (Jodid) dadurch zu bestimmen, dal] man es mit einem Oxydationsmittel zu freiem Jod oxydiert und das ausgeschiedene Jod mit einem organischen LSsungsmittel aus- schiiitelt und quantitativ bestimmt. Von dem Oxydationsmittel mul~ man verlangen, 1. d a R e s Jodide quantitativ in Jod iiber-

es) TH. V. FELLENBERG, Ergebn. der Physiol., 25, 205 (1926). -~9) W. H. VEIL und A. STURM, Dtsch. Arch. klim Med., 147, 166 (1925). ,~o) CT. LUNDE und K. CLOSS, Norsk. Mag. Laegev., 1928, 500.


f(ihrt, 2. daf die 0xydation nicht welter als zur Stufe des elen~en- taren Jods geht, und 3. daf es sich mit anderen Jodverbindungen als Jodiden nicht umsetzt.

0KUDX und ETO ~'1) bestimmten das anorganisch gebundene Jod in w~sserigen Extrakten aus A]gen in der Weise, daft sie die z chwefelsaure LSsung mit Nitrit und Chloroform behandelten, und das mit Chloroform ausgeschiittelte Jod nach FRESENIUS 32) bestimmten, v. FELLEb;BERG (l. C., S. 205) setzte ebenfalls das Jod der Jodide mit Nitrit in Freiheit und sch~ittelte das ausgeschiedene Jod mit Chloroform aus. Das in der w~isserigen LSsung zurttck- bleibende Jod faint er als organisch gebunden auf und bezeichnet es als ,,organischer Rest". Nach diesem Verfahren arbeiteten auch VEIL und STUI~M (I. c.), LUNDE und CLOSS33), SCHARRER und SCHWAIBOLD s~) U. a. Wir haben aber bereits friiher darauf hin- gewiesen, dal~ eine Trennung nach diesem Verfahren nicht ein- wandfrei ist35). P. A. MEERBURG 36) hat auch ktirzlich diese Trennungsmethode kritisiert. Er hat Versuche angestellt, wo er eine Trennung des organischen und anorganischen Jods in Wiissern nach v. FELLE!NBEHG ausfiihrte, und zwar unter Zusatz yon einer bekannten Menge Jodid. Dabei stellte sich heraus, dal~ er zwar die Gesamtmenge des im Wasser enthaltenen und ties zugesetzten Jods bei der Analyse wiederfindet, alas zugesetzte Jodid war aber zu einem grol~en Teil ,,organisch" geworden. MEERBURG erkl~,rte dies in der Weise, daR das durch Nitrit ausgeschiedene Jod in statu nascendi auf unges~tttigte organische Verbindungen, die im Wasser enthalten seien, einwirke und so in der w~tsserigen LSsttng als organisch gebundenes Jod zuriickbleibe. Neuerdings scheint v. FELLE~BERC sich dieser Auffassung angeschlossen zu haben3;). Er schreibt abet: ,,Immerhin gibt es Fiille, wo dennoch alas v. FELLENBERG'sche Trennungsverfahren nicht wertlos ist. So konnte bei gewissen Meeresalgen und auch in manchen Kropf- mitteln festgestellt werden, dal~ die Hauptsache des Jods anorga-

31) y. 0KUDA und T. ETO, Journ. Coll. Agric. Tokyo, 5, 341 (1916). 32) F. P. TREADWELL, Analytische Chemie, II., 2. Auflage (1919), S. 559. 33) G. LUNDE und K. CLOSS, Tidsskr. Kjemi Bergv., 8, 33 (1928). 34) SCHAI~RER und SCHWAIBOLD, Biochem. Zeitschr. 207, 332 (1929). ~) G. LUNDE, H. CI.OSS, H. HAALAND, S. 0. MADSEN, Aarsbereta. vedk.

Norges Fiskerier, 1928, Nr. 4. 3e) p. A. MEERBURG, Zeitschr. physikal. Chem., 130, 105 (1927). :~) TH. v. FELLENBERG, Mikrochemie, 7 (N. F. 1), 261--62 (1929).

Beitr~ige zur Mikro]odbestimmung. 289

nisch gebunden war. Obgleich die Werte vermutlich e t w a s z u n i e d r i g w a r e n , g a b e n s i e d o c h d e n g e w i i n s c h t e n E i n b l i c k " .

Wir kSnnen uns tier Auffassung yon MEERBURG dttrchaus nicht anschliefien. Es erschien uns sehr unwahrscheinlich, dal~ das stundenlang eingekochte Wasser noch so reaktionsf~ihige Ver- bindungen enthalten sollte, die das elementar ausgeschiedene Jod aufzunehmen vermSchten. Es ist auch yon verschiedener Seite behauptet worden, dal~ die Oxydation des Jodids mit Nitrit, wie sie bei dieser Trennung vorgenommen wird, zur Bildung yon Joda t fiihren kann. Das Jodat wiirde in der w~isserigen LSsung zuriickbleiben und so als ,,organisches" Jod bestimmt werden. Es ist aber dies iiberhaupt nicht bewiesen worden, und Versuche yon KARL CLOSS '~) haben gelehrt, dal~ die Fehlergebnisse, die bei dieser Methode so oft eintreffen, auf eine ganz andere Ursache zuriickzuf~hren sind. Der Grund fiir die Fehlergebnisse ist in den in W~tssern und sonst zur Untersuchung kommenden w~isserigen Fliissigkeiten stets vorhandenen Chloriden zu suchen. Diese bewirken Bildung yon Chlor]od-Chlorwasserstoffs/iure H(JC1..), die beim Ausschiitteln mit Chloroform grSl~tenteils in der wiisserigen LSsung zurtiekbleibt. Die Menge der sich bildenden Chlorjod-Chlorwasserstoffs~ture h~ngt von der S~ture- konzentration sowie yon der Nitri tkonzentration ab, und zwar steigt die Menge mit der Si~urekonzentration und mit der Nitri t- konzentration, letzteres aber nur bis zu einem gewissen Grenz- weft. Diese Reaktion ist mit der Darstellung yon Jodmonochlorid JC1 durch AuflSsen von Jod in KSnigswasser nach BUNSEN 39) direkt vergleichbar. Sie geht nicht welter als zur Bildung von JC1. Die gebildete Chloriod-Chlorwasserstoffs~iure ist in Xther Ieichter 15slich als in Wasser, kann daher mit Xther aus der w~sserigen Liisung entfernt werden. Bei Anwendung yon )[ther an Stelle yon Chloroform zur Ausschtittelung des in Freiheit gesetzten Jods wird also auch das gebildete Chlorjod mit aus der LSsung entfernt. Bei Anwendung yon Xther f~tllt also diese Fehlerquelle fort.

Eine andere Fehlerquelle bei dem v. F]~.LLF~NBERG'schen Tren- nungsverfahren, worauf er fibrigens auch selbst hinweist, ist die, dag das Nitr i t aus verschiedenen organischen Jod~'erbindungen

as) KARL CLOSS, Diss. Mttnchen 1929, wird demaiichst verSffentlicht. 39) R. BUNSEN, Liebigs Ann., 84, 1 (1852).

19

290 G. Lunde, K. Closs und g. BSe:

Jod in Freiheit setzen kann. Dieses organisch gebundene Jod wiirde dann als ,,anorganisches" Jod zur Bestimmung gelangen. Bei der Verwendung yon Wasserstoffsuperoxyd als Oxydations- mittel fiillt diese Fehlerquelle grSl~tenteils fort. Bei der An- wendung yon Wasserstoffsuperoxyd ist auch die Bildung yon Chlorjod viel langsamer als bei Anwendung yon Nitrit.

A u s f l i l l u n g d e s a n o r g a n i s c h e n J o d s . Wie bereits erw~ihnt, kann man in der durch Extraktion des Untersuchungs- materials erhaltenen wiisserigen LSsung eine Abtrennung des anorganisch gebundenen Jods durch Ausf~illen erreichen.

Als Fiiliungsmittel kommen im wesentlichen in Betracht: Silber- nitrat, Palladiumchlortir, Kupfersulfat und ammoniakalisches Kupferchloriir. Wir haben gefunden, da~ Kupfersulfat mit kleinen Jodmengen nicht quantitativ reagiert.

S i l b e r n i t r a t wurde yon ESCHLE *°) und auch yon OSWALD ~1) und anderen verwendet. Silbernitrat ist bei grollen Mengen, wo man im Niederschlag eine Trennung der Halogene vornehmen kann, gut anwendbar. Bei kleinen Jodmengen be- schr~inkt man sich im allgemeinen auf die Bestimmung des nicht gef~illten Jods im Fittrat , da der Aufschlui% des Niederschlages und die Bestimmung seines Jodgehaltes mit Schwierigkeiten ver- bunden ist.

Ein Nachteil des Verfahrens ist, dal~ wir keinerlei Garant ie dafiir haben, dal% n u r a n o r g a n i s c h e s Jod ausgef~llt wird, da einerseits viele organische Verbindungen schwerl5sliche Silber- salze liefern, anderseits die organischen Jodverbindungen zum Teil mit Silbernitrat unter Bildung von Silberiodid reagieren kSnnen.

P a 1 1 a d i u m c h 1 o r ii r fiillt in schwach salzsaurer LSsung von anorganischen Verbindungen aul~er Jodiden nut Cyanide. Re- aktionen mit organischen Verbindungen, wie sie beim Silbernitrat eintreten, sind hier nicht in gleichem Ma2e bekannt. Aul~erdem kann das Jod sowohl im Niederschlag als auch im Fil t rat leicht nach~ewiesen werden, nachdem man das Palladium entfernt hat . Die Ausf~illung des Jodids mit Palladium wird nach der allgemeinen Vorschrift vorgenommen~): ,,Man siiuert die jodidhalfiige

4o) ESCHLF., Zeitschr. physiol. Chem., 23, 30 (1897). 41) A. OSWALD, Zeitschr. physiol. Chem., 75, 353 (1911). 4.~) F. P. Tat:ADWELL, Analytische Chemie, II, 8. Aufi., 1919, S. 283.

BeitrSge zur Mikrojodbestimmung. 291

LSsung schwach mit Salzs/iure an, fiigt, solange eine F~illung entsteht, PalladiumchloriirlSsung hinzu, l/iI~t ein bis zwei Tage an einem warmen Orte stehen und filtriert den braunschwarzen Niederschlag yon Paladiumjodiir." Die Palladiumfiillung wird in mSglichst wenig Ammoniak gelSst und Schwefelwasserstoff in die LSsung eingeleitet. Beim Neutralisieren mit Salzs~.ure fiillt Pal- ladiumsulfid aus und wird durch Filtration entfernt. Das Filtrat wird durch Einleiten yon Kohlens~iure und kurzes Erw~irmen vom Schwefelwasserstoff befreit. Dann macht man alkalisch und bestimmt das Jod wie iiblich.

In das Filtrat yon der PaUadiumf~llung wird Schwefelwasser- stoff eingeleitet und das ausfallende Palladiumsulfid abfiltriert. Die weitere Aufarbeitung geschieht wie oben.

A u s f ~ t l u n g d e r E i w e i t ~ k S r p e r . Man kann auch aus der w~isserigen LSsung vor oder nach der Abtrennung des ,,Lipoid- jods" und des anorganischen Jods solche Jodverbindungen entfernen, die sich durch Zusatz von organischen LSsungsmitteln ausfiillen lassen. Hier kommen vor allem mit Alkohol oder Aceton koagulierbare, jodhaltige Eiweii~kSrper in Betracht.

Hierauf beruht die Trennung der Jodverbindungen im Blur nach V. FELLENBERG~3). Diese Methode ist yon uns welter ausgebaut worden~). Wir verfahren wie folgt:

5 bis 10 ccm Blur werden mit einer vorher mit Citratl~sung ausgesp/ilten LvER'schen Spritze der Armvene entnommen. Das Blut wird sofort in einem etwa die vierfache Menge 96Yoigen jod- freien Alkohol enthaltenden Mel~zylinder eingespritzt und gut durchgeschfittelt. Das rein verteilte Koagulat wird ]etzt in eine Soxhlethillse eingefiillt und mit dem Alkohol etwa vier Stunden auf dem Wasserbad extrahiert. Das gesamte anorganisch gebundene Jod ist jetzt ira Alkohol gelSst, w~ihrend die in Alkohol unlSslichen Verbindungen, inbesondere die Eiweil~k~rper, in der Hiilse zuriickbleiben. Das Jod kann jetzt in beiden Fraktionen getrennt bestimmt werden.

BLUM und (}RtJTZNER .5) fiihren die Trennung mit Aceton aus. SCHARRER Und SCHWAmOLD (1.C.) fallen das an Eiweil~ gebun-

~3) TH. v. FELL~NB~RG, Ergebn. der Physiol., 25, 207 (1926). ~) G. LUNDE, K. CLOSS uad O. CHIn PEDERSEN, Biochem. Zeitschr., 206,

261 (1929). "~) BLUM und @Ri~TZNER, Zeitschr. physiol. Chem., 85, 429 (1913), 91, 392,

450 (1914).

]9*

292 G. Lunde, K. Closs und J. BSe: Beitr~i.ge zur Mikrojodbestimmung.

dene Jod mit Alkoho]. OKUDA und ETO (1. c.) ft~hren im w~sserigen Extrakt von Algen F~llungen mit basischem Bleiacetat und auch mit STUTZER'S Reagens aus.

Andere eiweil~f~llende Reagenzien kSnnen auch verwendet werden. Uber diesbeztigliche Versuche werden G. LUNDE und K. WiJLFERT demn~chst berichten. Man vergleiche auch SCHARRER und SCHWAIBOLD (1. C.).

A n d e r e E x t r a k t i o n s m i t t e l a l s W a s s e r . H~ufig verwenden wir s tar t Wasser A]kohol oder Aceton fiir die erste Extraktion der organischen Substanz~6). Die Extraktion mit diesen LSsungsmitteln kann so vorgenommen werden, wie oben bei der w~sserigen Extraktion beschrieben. Besser extrahiert man im Soxhletapparat. Die Alkohol-und AcetonlSsungen enthalten anorganisch gebundenes Jod sowJe eine Reihe organischer Jod- verbindungen. Man kann das LSsungsmittel unter Zusatz yon Wasser und etwas Kaliumkarbonat abdestillieren (besser im Vakuum) und die wasserlSslichen Jodverbindungen wie oben welter trennen.

D e r R t i c k s t a n d n a c h d e r A l k o h o l - o d e r A c e t o n - E x t r a k t i o n wird mit verdiinnter Salzs~ure am Rtickflul% er- w~rmt, wobei einerseits schwerlSsliche anorganische Jodverbin- dungen (Erdalkalijodate usw.) in LSsung gehen, anderseits aus den Kohlehydratkomplexen der Zellw~nde durch Hydrolyse Jod- verbindungen herausgelSst werden (,,Kohlehydratjod").

Zusammeniassung des Teiles III.

Die Substanz wird mit Wasser (Alkohol oder Aceton) er- schSpfend extrahiert.

F e t t j o d wird aus saurer LSsung mit /4 ther entfernt.

A n o r g a n i s c h e s J o d wird mit Nitri t oder Wasserstoff- superoxyd in sehr schwach saurer LSsung (essigsaurer) in Frei- heir gese~zt und mit X t h e r ausgeschiittelt.

A n o r g a n i s c h e s J o d kann bei etwas grSl~eren Mengen auch mit Palladiumchloriir in schwach saurer LSsung ausgefgllt werden.

E i w e i 1% ~ o d wird mit eiweil~f~llenden Reagenzien ausgef~llt.

46) G. LUNDE, K. CLOSS, H. HAALAND, S. 0. MADSEN, 1. C., S. 35.