Hispanopedia WikiLa yodometría , también conocida como titulación yodométrica , es un método de análisis químico volumétrico , una titulación redox en la que la aparición o desaparición de yodo elemental indica el punto final.
Cabe señalar que la yodometría implica la titulación indirecta del yodo liberado por reacción con el analito, mientras que la yodimetría implica la titulación directa utilizando yodo como titulante.
La titulación redox con tiosulfato de sodio ( Na₂S₂O₃ ) como agente reductor se conoce como titulación yodométrica, ya que se utiliza específicamente para titular yodo. La titulación yodométrica es un método general para determinar la concentración de un agente oxidante en solución. En una titulación yodométrica, se utiliza una solución de almidón como indicador, ya que absorbe el I₂ liberado , lo que indica visualmente una prueba de yodo-almidón positiva con un tono azul intenso. Esta absorción provoca que la solución cambie de color , de azul intenso a amarillo claro, al titularla con una solución estandarizada de tiosulfato. Esto indica el punto final de la titulación. La yodometría se utiliza comúnmente para analizar la concentración de agentes oxidantes en muestras de agua, como la saturación de oxígeno en estudios ecológicos o el cloro activo en el análisis de agua de piscinas.
Principios básicos
A un volumen conocido de muestra se le añade un exceso, pero una cantidad conocida, de I⁻ , que el agente oxidante oxida a I₂ . El I₂ se disuelve en la solución que contiene yoduro para dar iones triyoduro (I₃⁻ ) , que tienen un color marrón oscuro. La solución de iones triyoduro se titula luego con una solución estándar de tiosulfato para obtener nuevamente yoduro utilizando almidón como indicador.
- Yo − 3 + 2 mi − ⇌ 3 Yo − ( mi 0 = +0,54 V)
Junto con el potencial de reducción del tiosulfato: [ 1 ]
- S 4 O 2− 6 + 2 mi − ⇌ 2 S 2 O 2− 3 ( mi 0 = +0,08 V)
La reacción general es, por lo tanto:
- I − 3 + 2 S 2 O 2− 3 → S 4 O 2− 6 + 3 I − ( E reacción = +0,46 V)
Para simplificar, las ecuaciones se escribirán generalmente en términos de yodo molecular acuoso en lugar del ion triyoduro, ya que el ion yoduro no participó en la reacción según el análisis de la relación molar. La desaparición del color azul intenso, debido a la descomposición del clatrato de yodo-almidón , marca el punto final .
El agente reductor utilizado no necesariamente tiene que ser tiosulfato; el cloruro estanoso , los sulfitos , los sulfuros , las sales de arsénico (III) y antimonio (III) son alternativas comúnmente utilizadas [ 2 ] a un pH superior a 8.
A pH bajo, podría producirse la siguiente reacción con tiosulfato:
- S 2 O 2− 3 + 2 H + → SO 2 + S + H 2 O
Algunas reacciones que involucran ciertos reductores son reversibles a un pH determinado; por lo tanto, el pH de la solución de muestra debe ajustarse cuidadosamente antes de realizar el análisis. Por ejemplo, la reacción:
- H 3 AsO 3 + I 2 + H 2 O → H 3 AsO 4 + 2 H + + 2 I −
es reversible a un pH inferior a 4.
La volatilidad del yodo también puede ser una fuente de error en la titulación; esto se puede prevenir eficazmente asegurándose de que haya un exceso de yoduro y enfriando la mezcla de titulación. La luz intensa, el nitrito y los iones de cobre catalizan la conversión de yoduro en yodo, por lo que deben eliminarse antes de añadir yoduro a la muestra.
Para titulaciones prolongadas, se recomienda añadir hielo seco a la mezcla de titulación para desplazar el aire del matraz Erlenmeyer y así evitar la oxidación atmosférica del yoduro a yodo. La solución estándar de yodo se prepara a partir de yodato de potasio y yoduro de potasio, que son ambos patrones primarios :
- IO − 3 + 8 Yo − + 6 H + → 3 Yo − 3 + 3 H 2 O
El yodo en disolventes orgánicos, como el éter dietílico y el tetracloruro de carbono , puede titularse frente a tiosulfato de sodio disuelto en acetona .
Aplicaciones
La yodometría, en sus múltiples variantes, resulta extremadamente útil en el análisis volumétrico . Algunos ejemplos incluyen la determinación de cobre(II), clorato , peróxido de hidrógeno y oxígeno disuelto.
- 2 Cu 2+ + 4 Yo − → 2 CuI + Yo 2
- 6 H + + ClO − 3 + 6 I − → 3 I 2 + Cl − + 3 H 2 O
- 2 H + + H 2 O 2 + 2 I − → I 2 + 2 H 2 O
- 2 H 2 O + 4 Mn(OH) 2 + O 2 → 4 Mn(OH) 3
- 2 Mn 3+ + 2 Yo − → Yo 2 + 2 Mn 2+
El cloro disponible se refiere al cloro liberado por la acción de ácidos diluidos sobre el hipoclorito . La yodometría se emplea comúnmente para determinar la cantidad activa de hipoclorito en el blanqueador responsable de la acción blanqueadora. En este método, se añade un exceso, pero una cantidad conocida, de yoduro a un volumen conocido de muestra, en la que solo el cloro activo ( electrófilo ) puede oxidar el yoduro a yodo. El contenido de yodo y, por lo tanto, el contenido de cloro activo, se puede determinar mediante yodometría. [ 3 ]
La determinación de compuestos de arsénico(VI) es el proceso inverso a la estandarización de la solución de yodo con arsenito de sodio , donde se agrega a la muestra una cantidad conocida y en exceso de yoduro:
- As 2 O 5 + 4 H + + 4 I − ⇌ As 2 O 3 + 2 I 2 + 2 H 2 O
Para el análisis de compuestos de antimonio (V), se añade ácido tartárico para solubilizar el producto de antimonio (III). [ 2 ]
Determinación de hidrogenosulfitos y sulfitos
Los sulfitos y los hidrogenosulfitos reducen fácilmente el yodo a yoduro en medio ácido. Por lo tanto, cuando se añade una cantidad diluida pero excesiva de solución estándar de yodo a un volumen conocido de muestra, el ácido sulfuroso y los sulfitos presentes reducen el yodo cuantitativamente:
- SO 2− 3 + I 2 + H 2 O → SO 2− 4 + 2 H + + 2 I −
- HSO − 3 + I 2 + H 2 O → SO 2− 4 + 3 H + + 2 I −
(Esta aplicación se utiliza para la titulación yodométrica porque aquí se utiliza yodo directamente).
Determinación de sulfuros e hidrogenosulfuros
Si bien el contenido de sulfuro en la muestra puede determinarse directamente como se describe para los sulfitos, los resultados suelen ser deficientes e inexactos. Existe un método alternativo mejor y más preciso, que consiste en añadir a la muestra un volumen conocido, pero en exceso, de una solución estándar de arsenito de sodio, durante lo cual se precipita el trisulfuro de arsénico .
- As₂O₃ + 3H₂S → As₂S₃ + 3H₂O
El exceso de trióxido de arsénico se determina mediante titulación con una solución estándar de yodo utilizando almidón como indicador. Cabe señalar que, para obtener los mejores resultados, la solución de sulfuro debe estar diluida, con una concentración de sulfuro no superior a 0,01 M. [ 2 ]
Determinación de hexacianoferrato(III)
Cuando se añade yoduro a una solución de hexacianoferrato(III) , existe el siguiente equilibrio:
- 2 [ Fe(CN) 6 ] 3− + 2 I − ⇌ 2 [ Fe(CN) 6 ] 4− + I 2
En solución fuertemente ácida, el equilibrio anterior se desplaza considerablemente hacia la derecha, pero se invierte en solución casi neutra. Esto dificulta el análisis del hexacianoferrato(III), ya que el yoduro y el tiosulfato se descomponen en medio fuertemente ácido. Para completar la reacción, se puede añadir un exceso de sal de zinc a la mezcla de reacción que contiene iones potasio, lo que precipita cuantitativamente el ion hexacianoferrato(II) .
- 2 [ Fe(CN) 6 ] 3− + 2 I − + 2 K + + 2 Zn 2+ → 2 KZn [ Fe(CN) 6 ] − + I 2
La precipitación se produce en un medio ligeramente ácido, evitando así el problema de la descomposición del yoduro y el tiosulfato en un medio fuertemente ácido, y el hexacianoferrato(III) puede determinarse por yodometría como de costumbre. [ 2 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Lide, David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87.ª ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
- 1 2 3 4 Mendham, J.; Denney, RC; Barnes, JD; Thomas, MJK (2000), Análisis químico cuantitativo de Vogel (6.ª ed.), Nueva York: Prentice Hall, ISBN 0-582-22628-7
- ↑ "Cloro por yodometría" . Índice Nacional de Métodos Ambientales . Servicio Geológico de los Estados Unidos .
- Yodo
- Valoración