Titolazione redox dello iodio con tiosolfato

Per fare una titolazione, cioè per determinare la concentrazione di un soluto facendolo reagire con un altro soluto, si possono sfruttare sia reazioni acido-base sia reazioni di ossidoriduzione. Nel secondo caso, però, bisogna scegliere accuratamente i reagenti, perché spesso due reagenti possono reagire in più modi diversi, e quindi con stechiometrie diverse. Per effettuare una titolazione, al contrario, è necessario conoscere con precisione la stechiometria della reazione che avverrà. Due reagenti che possiedono questa caratteristica (cioè che reagiscono tra loro secondo un unico rapporto stechiometrico) sono il tiosolfato di sodio e lo iodio.

Durata: 1 ora

Scopo:

Dimostrare che lo iodio e il tiosolfato di sodio reagiscono secondo una stechiometria precisa, ed è quindi possibile titolare una soluzione di iodio con una di tiosolfato di sodio.

Teoria:

Lo iodio, sotto forma di ione triioduro, è un ossidante, e ossida il tiosolfato formando tetrationato e ioduro:

I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆

o, scritta in forma ionica:

I₃^- + 2S₂O₃^2- → 3I^- + S₄O₆^2-

La soluzione di triioduro ha un colore giallo o bruno (a seconda della concentrazione), mentre gli altri ioni sono incolori, quindi si può individuare il punto di equivalenza quando la soluzione si decolora.

Si può evidenziare il punto di equivalenza aggiungendo, poco prima della completa decolorazione, amido solubile, che con lo iodio forma un complesso blu: il complesso (e il colore) sparisce non appena tutto lo iodio è stato ridotto a ioduro.

Materiale:

• Triioduro di potassio (KI₃) 0,01 M (preparato sciogliendo 0,25 g di iodio in 100 mL di soluzione di ioduro di potassio ben più concentrato, forse una soluzione 1M di KI può andar bene) - lo iodio è nocivo per inalazione e contatto con la pelle, e una soluzione concentrata di ioduro di potassio può essere corrosiva: usare guanti in nitrile.
• Tiosolfato di sodio (Na₂S₂O₃) 0,01 M
• Amido solubile (facoltativo)
• Acqua distillata

Strumenti:

• Buretta da 50 mL, precisione 0,1 mL
• Pipetta tarata da 10 mL
• Due becher da 150 mL
• Imbuto
• Pinza a ragno con sostegno

Procedimento:

1. Avvinamento della buretta:
   1. Sistemare la buretta col rubinetto chiuso sul sostegno.
   2. Aggiungere, aiutandosi con l'imbuto, circa 10 mL di tiosolfato di sodio.
   3. Togliere l'imbuto e rimuovere con precauzione la buretta dal sostegno, e inclinando e ruotando la buretta far scorrere la soluzione lungo tutte le pareti della buretta.
   4. Risistemare la buretta sul sostegno
   5. Sistemare un becher sotto la buretta
   6. Vuotare il contenuto della buretta nel becher, richiudere il rubinetto
   7. Con l'imbuto, riempire la buretta di tiosolfato di sodio fin sopra la linea dello 0.
   8. Togliere l'imbuto, e far scendere la soluzione in modo che si riempia anche la parte al di sotto del rubinetto. Se rimanesse una bolla sotto al rubinetto, aprire e chiudere rapidamente questo in modo da eliminare la bolla.
   9. Se necessario, con l'imbuto, rabboccare la buretta di tiosolfato di sodio fin sopra la linea dello 0. Togliere l'imbuto.
   10. Far scendere con attenzione la soluzione fino a che il menisco non sia tangente alla linea dello 0. Osservando la buretta di fronte, si vedrà che in corrispondenza del menisco la linea azzurra della buretta è deformata in una strettoia: il punto più stretto di questa strettoia deve coincidere con la linea dello zero.
   11. Rimuovere il becher ed eliminarne il contenuto.
2. Titolazione:
   1. Con una pipetta tarata, prelevare 10 mL di soluzione di triioduro di potassio
   2. Versarli in un becher pulito
   3. Aggiungere acqua distillata fino a circa 50 mL
   4. Sistemare il becher sotto la buretta
   5. Leggere il volume indicato dalla buretta (V_iniziale)
   6. Tenendo il rubinetto con la mano sinistra e agitando il becher con la mano destra, sgocciolare lentamente il tiosolfato nel becher, fino a che la soluzione non si decolora completamente.
   7. Facoltativo: poco prima che la soluzione si decolori completamente, aggiungere 2-3 mL di soluzione ottenuta sciogliendo 0,25 g di amido in 25 mL di acqua distillata. Titolare fino alla scomparsa del colore blu.
   8. Leggere il volume indicato dalla buretta (V_finale)
   9. Calcolare il volume di tiosolfato: V_tiosolfato = V_finale – V_iniziale
   10. Ripetere questa titolazione più volte, e fare la media dei risultati

Risultato:

Man mano che si aggiunge tiosolfato, la soluzione di triioduro si decolora, passando dal bruno al giallo e poi al trasparente. Se si aggiunge amido poco prima che la soluzione si sia decolorata, la soluzione dovrebbe diventare blu, per poi decolorarsi con l'aggiunta di altro tiosolfato.

Al punto di equivalenza, il volume di tiosolfato sgocciolato dovrebbe essere 20 mL, o comunque dovrebbe valere la relazione

V_tiosolfato · M_tiosolfato = 2 · V_triioduro · M_triioduro