Standardizzazione di una soluzione di tiosolfato. Calcoli

La standardizzazione di una soluzione di tiosolfato è necessaria per le titolazioni iodometriche che si basano sull’ossidazione dello ioduro a iodio. Nell’ambito dell’analisi volumetrica una tecnica molto diffusa è quella che sfrutta la iodometria che si basa sull’ossidazione dello ioduro a iodio secondo la semireazione:

2 I ⇌ I+ 2e  E° = – 0.53 V

La iodometria utilizza le proprietà ossidanti dello iodio e ha il vantaggio di non essere limitata a determinati valori di pH. Il test iodio-amido fu descritto per la prima volta nel 1814 da Jean-Jacques Colin e Henri-François Gaultier de Claubry  e, indipendentemente da Friedrich Stromeyer, nello stesso anno.

La iodometria è usata nella determinazione di agenti ossidanti e viene condotta in due stadi

Primo stadio

Nel primo stadio avviene la reazione tra ioduro e un agente ossidante come permanganato di potassio, bicromato di potassio, perossidi ecc. secondo lo schema generale:

KI + agente ossidante → I+ stato ridotto

Ad esempio:

6 KI + K2Cr2O+ 7 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 7 H2O + 3 I2

Nella reazione lo iodio è passato da numero di ossidazione -1 a numero di ossidazione zero mentre il cromo è passato da numero di ossidazione + 6 a numero di ossidazione +3

Secondo stadio

Nel secondo stadio lo iodio ottenuto nel primo stadio viene titolato con una soluzione di tiosolfato di sodio che viene trasformato in tetrationato. Il punto finale della titolazione viene evidenziato da un indicatore specifico ovvero la salda d’amido che va aggiunta poco prima del punto finale ovvero quando la colorazione giallo-marrone dello iodio è diventata appena visibile.

salda d'amido
salda d’amido

La soluzione si colora di blu in quanto l’amilosio contenuto nella salda d’amido forma un composto di adsorbimento di colore blu.

Quando tutto lo iodio si è trasformato in ioduro la colorazione blu scompare. La reazione che avviene è la seguente:

I2 +2 Na2S2O3 → 2 NaI + Na2S4O6

Occorre pertanto disporre di una soluzione di tiosolfato a titolo noto.

Per ottenere, ad esempio, 250 mL una soluzione di tiosolfato 0.2 M a titolo approssimato si procede pesando il tiosolfato di sodio che generalmente si presenta pentaidrato.

Moli di tiosolfato necessarie = 0.2 M ∙ 0.250 mL = 0.050

Massa di tiosolfato pentaidrato = 0.050 mol ∙  248.21 g/mol= 12.4 g

Dopo aver pesato il tiosolfato, il sale è messo in un matraccio tarato contenente una piccola quantità di carbonato di sodio ( ∼ 0.025 g) per avere una soluzione a pH intorno a 9-10, e si porta a volume.

Supponendo di aver pesato 12.62 g di tiosolfato si ottiene una soluzione avente concentrazione C = 12.62 / 248.21/ 0.250 = 0.2033 M

Si noti che, poiché il tiosolfato non è uno standard primario, la soluzione appena preparata ha solo un titolo approssimato.

Metodica della standardizzazione di una soluzione di tiosolfato

Si procede quindi alla standardizzazione di una soluzione di tiosolfato usando lo iodato di potassio.

La reazione che avviene è la seguente:

IO3 + 6 H+ + 6 S2O32- → I + 3 S4O62- + 3 H2O

 In cui il rapporto tra iodato e tiosolfato è di 1:6

In una beuta sono posti 25.0 mL della soluzione di iodato di potassio a titolo noto a cui sono aggiunti 10 mL di acido solforico al 10% e 2 grammi di ioduro di potassio. Si titola con la soluzione a titolo approssimato di tiosolfato aggiungendo salda d’amido quale indicatore non appena il colore della soluzione tende al giallo paglierino.

Supponendo che la concentrazione di iodato sia 0.0334 M e che il volume di tiosolfato impiegato per la titolazione si di 26.15 mL si può determinare il titolo della soluzione di  tiosolfato.

Moli di iodato contenute in 25.0 mL = 0.0334 M ∙ 0.0250 L = 0.000835

Moli di tiosolfato = 6 ∙ 0.000835 = 0.00501

Concentrazione della soluzione di tiosolfato = 0.00501 / 0.02615 L = 0.191 M

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