Iodimetria e iodometria.
Per iodimetria si intende la titolazione di un analita riducente direttamente con iodio (ossidante) con la produzione di ioduro.
In iodometria invece lo iodio è il prodotto, ovvero un analita ossidante viene aggiunto ad un eccesso di ione ioduro per produrre iodio che verrà poi titolato solitamente con una soluzione standard di tiosolfato.
La iodimetria e la iodometria sostanzialmente sono due sottofamiglie che prendono avvio da questa semireazione.
Iodimetria
Lo iodio I2 è uno standard primario, una sostanza madre, che può essere facilmente ottenuta con un alto grado di purezza. Lo iodio viene utilizzato come ossidante per titolare sostanze riducenti (sostanze che cedono elettroni agli ossidanti). C'è un piccolo problema però. Lo iodio I2 è molto volatile. Lo iodio è infatti un elemento del settimo gruppo (alogeni) e come tale si trova in natura come molecola biatomica. Lo iodio è molto pesante, e per questa ragione lo troviamo allo stato solido, ma è un solido molecolare, quindi con interazioni secondarie debolissime. Lo iodio quindi praticamente non esiste allo stato liquido, è un solido con grande tendenza a sublimare. La sublimazione in particolare è un ottimo modo per purificare, dato che le impurità non hanno la stessa tendenza a sublimare. A dispetto di questa facilitazione è veramente difficile preparare soluzioni standard con lo iodio, proprio per la stessa tendenza. Ma ci sono dei modi di ovviare a questa difficoltà, per esempio utilizzando soluzioni che contengano lo ione I- , come ad esempio un sale,KI. Quando aggiungo I2 ad una soluzione contenente I- ottengo , triioduro. Lo ione complesso triioduro finalmente è stabile in soluzione. Quindi in gran parte dei casi quando si fa riferimento all'utilizzo di Iodio molecolare come titolante in realtà si fa riferimento ad una soluzione di I2 con un eccesso di I-.
-Standardizzazione di iodio molecolare con anidride arsenicosa
Standardizzo con anidride arsenicosa:
La prima reazione che vediamo è una reazione acido base, con anidride arsenicosa che in ambiente basico da lo ione arsenito (come si può notare non variano i numeri di ossidazione). Anche se non vediamo la dicitura dello ione triioduro in realtà facciamo sempre riferimento a quel complesso in soluzione. La seconda è la reazione di standardizzazione vera e propria, con lo ione arsenito che viene ossidato a ione arseniato dallo iodio molecolare che a sua volta si riduce a ione ioduro. Ogni atomo di arsenico deve mollare due elettroni, quindi se per la titolazione facciamo riferimento agli equivalenti per il peso equivalente dobbiamo considerare il peso molecolare diviso quattro (dello ione arsenito).
la standardizzazione può essere fatta anche con tiosolfato di sodio
-standardizzazione con tiosolfato
Il composto al secondo membro si chiama tetrationato.
Anche per le titolazioni di iodio molecolare con tiosolfato si presentano alcuni piccoli problemi. Il tiosolfato infatti è disponibile come Na2S2O3*5H2O. Quindi non è uno standard primario e inoltre è difficile determinare esattamente quanta sia l'acqua di cristallizzazione del composto, per non contare del fatto che non si tratta di un composto stabilissimo. Infatti in ambiente acido:
Esiste addirittura un solfobatterio che si nutre di tiosolfato e può provocare la separazione dello zolfo. Insomma stiamo utilizzando una soluzione difficilmente trattabile. L'importante è sapere che comunque ci sono dei metodi per stabilizzare anche questo composto.
Le titolazioni iodimetriche e iodometriche utilizzano come indicatore la salda d'amido (amido solubile), anche se con modalità differenti.
La salda d'amido in presenza di I- forma un complesso di adsorbimento di colore blu intenso.
Vediamo una titolazione iodometrica:
Titolazione di ioduro con tiosolfato 0,1N e K2Cr2O7 0,1N
La reazione di titolazione è questa:
Come si effettua fisicamente questa titolazione? Innanzitutto prendiamo una bella quantità di KI (tanto per andare sul sicuro) e la si aggiunge ad una beuta con un po di acqua. Procediamo con la titolazione aggiungendo un volume noto di soluzione di bicromato. Il bicromato in questo caso è il nostro standard primario. Appena aggiungiamo il bicromato si svilupperà iodio I2 che viene titolato con tiosolfato.
Ma cosa vediamo supponendo di eseguire la nostra titolazione direttamente in laboratorio? Il cromato consumerà ioduro per dare iodio molecolare. Lo iodio molecolare darà alla colorazione un colore giallino. Il cromato (+6) (il famoso cromo esavalente cancerogeno) riducendosi a cromo +3 darà invece una colorazione verde. In soluzione vedremo una sorta di mix giallo-verdino. Nelle titolazioni iodometriche un indicatore spesso utilizzato è la salda d'amido, ma che va aggiunto non a inizio titolazione bensì prima del punto equivalente. Cosa succede inserendo la salda d'amido? L'amido forma con lo iodio molecolare I2 (in realtà come abbiamo visto un complesso che prende una forte colorazione blu. A questo punto iniziamo la titolazione con il nostro tiosolfato: il tiosolfato verrà ossidato dallo iodio molecolare, quindi man mano che perdiamo iodio molecolare la soluzione si decolorerà, tanto che al punto equivalente la colorazione dovrebbe essere data solo dal verdolino del cromo ancora in soluzione.
Vediamo ora una titolazione iodimetrica:
Quando facciamo una titolazione iodimetrica la prima importante novità è che possiamo inserire la salda d'amido fin da subito: non c'è il rischio infatti che una grande quantità di iodio molecolare vada a formare il complesso con la salda d'amido. Nelle titolazioni iodimetriche infatti utilizziamo iodio molecolare I2 (o meglio ) come standard primario (nonostante tutte le difficoltà che abbiamo elencato riguardo all'utilizzazione dello iodio come standard primario), ciò vuol dire che questo reagirà direttamente con l'agente riducente prima di poter formare il complesso amido-iodio (lo ioduro non forma il complesso amido iodio). Questo è sicuramente un ottimo punto di partenza per una buona titolazione, dato il punto finale sarà riconoscibile dalla colorazione che assume la soluzione. La prima goccia di iodio in eccesso infatti farà colorare bruscamente la soluzione di blu.
Un esempio di titolazione iodimetrica diretta è quella dell'acido ascorbico, meglio noto come vitamina C
