Titolazioni iodometriche: descrizione e stadi

Le titolazioni iodometriche rientrano nel vasto campo delle  titolazioni ossidimetriche in cui viene utilizzata la proprietà  di ridursi di un analita.

La iodometria si basa sull’ossidazione dello ioduro in iodio elementare secondo la semireazione:

2 I ⇌ I2 + 2e
per la quale il potenziale normale di riduzione E° = – 0.53 V

La iodometria viene usata nella determinazione di agenti ossidanti e viene condotta in due stadi. Le titolazioni iodometriche utilizzano le proprietà ossidanti dello iodio e hanno 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.

Primo stadio delle titolazioni iodometriche

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

KI + agente ossidante → I2 + stato ridotto

Ad esempio:

6 KI + K2Cr2O7 + 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.

salda d'amido
salda d’amido

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.

La salda d’amido è costituita da amido che contiene due diversi tipi di polisaccaridi costituiti da unità di glucosio legate tra loro in due modi diversi ovvero l’amilosio che è di tipo lineare e l’amilopectina che è di tipo ramificato che forma con lo iodio un complesso di colore blu di colore così intenso che può essere rilevato visivamente quando la concentrazione di iodio è pari a 20 µM a 20 °C.

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

Esempio

Tra le titolazioni iodometriche vi è la determinazione dello ione Cu2+

Il potenziale normale di riduzione del sistema rame (II) – Rame (I) relativo alla semireazione di riduzione:

Cu2+ + 1 e→ Cu+

buretta
buretta

è pari a E° = + 0.17 V che, confrontato con quello del sistema Iodio-Ioduro relativo alla semireazione di riduzione:

I2 + 2 e → 2 I

che è pari a E° = + 0.54 V

indurrebbe a ritenere che la reazione spontanea è:

I2 + 2 Cu+ → 2 I + 2 Cu2+ dal momento che il potenziale della reazione vale 0.54 – 0.17 = 0.37 V

Ciò nonostante la reazione che decorre è la seguente:

4 I + 2 Cu2+ → I2 + 2 CuI

dal momento che lo ioduro di rame (I) CuI è un elettrolita poco solubile ( Kps = 10-12). Ciò implica che la concentrazione dello ione Cu+ in soluzione è molto bassa e il potenziale standard della semireazione Cu2+ + 1e Cu+ , in presenza di ioduro diviene più alto ( intorno a 0.88 V).

Lo iodio ottenuto viene titolato poi con tiosolfato.

Le condizioni operative della determinazione prevedono una soluzione debolmente acida ( pH ≅ 4-5) ottenuta aggiungendo ammoniaca e acido acetico in modo da ottenere una soluzione tampone.

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