Riduttore di Jones: usi, reazioni

Il riduttore di Jones è un dispositivo utilizzato per ridurre uno ione presente in soluzione a un numero di ossidazione più basso.
Nelle titolazioni ossidimetriche l’analita deve avere un unico numero di ossidazione.

Si consideri, ad esempio, un campione contenente ferro presente, in genere, sotto forma di ferro (II) e ferro (III) di cui si vuole valutare il titolo di ferro. Questo tipo di analisi può essere fatta per via permanganometrica solo se tutto il ferro (III) viene trasformato in ferro (II).

A tale scopo si può utilizzare un agente riducente che reagisce quantitativamente con il ferro (III) e che non interferisce con la reazione.

Può essere utilizzato a tale scopo il riduttore di Jones costituito da un cilindro di circa 2 cm di larghezza e 40.50 cm di altezza in cui è contenuta un amalgama zinco-mercurio preparato trattando lo zinco metallico con una soluzione al 2% di cloruro di mercurio (II).

Amalgama

Lo ione mercurio (II) reagisce con lo zinco metallico secondo la reazione:

2 Zn + Hg²⁺ → Zn²⁺ + Zn(Hg)

Gli ioni Hg²⁺ sono ridotti a mercurio metallico che forma l’amalgama che è lavato con una soluzione acida e posta nel riduttore dotato di un rubinetto e di un disco di vetro sinterizzato che sostiene l’amalgama.

La soluzione che contiene lo ione che deve essere ridotto viene fatta passare attraverso l’amalgama che, non presentando passivazione, costituisce un riducente migliore rispetto allo zinco metallico.

Il potenziale di ossidazione relativo alla semireazione:

Zn → Zn²⁺ + 2 e^–

è pari a + 0.763 V quindi ed è in grado di ridurre numerosi ioni metallici o metalli contenuti in ioni poliatomici che hanno un potenziale di riduzione minore ad un numero di ossidazione più basso.

Riduzioni

Le semireazioni di riduzione che tipicamente avvengono in un riduttore di Jones sono:

Cr³⁺ + 1 e^– → Cr²⁺  per la quale E° = – 0.44 V

Cu²⁺ + 2 e^– → Cu per la quale E° = 0.337 V

Fe³⁺ + 1 e^– → Fe²⁺  per la quale E° = 0.771 V

H₂MoO₄ + 6 H⁺ + 3 e^– → Mo³⁺ + 4 H₂O per la quale E° = + 0.43 V

TiO²⁺ + 2 H⁺ + 1 e^– → Mo³⁺ + H₂O per la quale E° = + 0.19 V