Yodometría Yodometría 1.
Introducción
2.
Indirectos (yodométricos)
3.
Condiciones
4. Almidón 5.
Método de extracción
6.
standari!ación de soluciones de yodo y de tiosul"ato
#. A$licaciones %.
&i'liora"a
Introducción *a yodometra se a$lica a la determinación de sustancias +ue oxidan el ion yoduro a yodo, +ue des$ués se -alora con disolución $atrón de tiosul"ato sódico. n las yodometras se reali!an -aloraciones indirectas con el yodo
on numerosos los com$uestos ca$aces de llear a oxidar al ion yoduro, trans"orm/ndolo en yodo. yodo. eu euida idamen mente te se $roce $rocede de a -alor -alorar ar el yodo yodo +ue +ue se 0a "ormad "ormado o con con una una disolución de tiosul"ato, $udiendo conocer as, tras una serie de c/lculos, la cantidad de sustancia +ue 0asta a0ora no conocamos, la cual 0a conseuido oxidar al ion yoduro. na $r/ctica comn del uso de las yodimetras, es la determinación del /cido ascór'ico en $re$arados de ti$o "armacéuticos. ic0a determinación se reali!a a tra-és de la -aloración del /cido ascór'ico con una disolución de I2. l /cido ascór'ico $uede ser oxidado de manera cuantitati-a con un oxidante relati-amente dé'il con el yodo cuya disolución de yodo yodo se $re$a $re$ara ra aadi aadiend endo o un exces exceso o de yodu yoduro ro $ot/s $ot/sico ico I, $ara $ara +ue +ue se "orme "orme el com$le7o I3, el cual tiene como caracterstica, +ue es m/s solu'le +ue el I2.
Al ser el I2 un oxidante dé'il, la ran mayora de las sustancias +ue acom$aan al /cido ascór'ico en los $re$arados "armacéuticos, como $ueden ser los exci$ientes, no suelen inter"erir en su -aloración. l indicador utili!ado es el conocido con el nom're de, enrudo de almidón, el cual no res$onde a un cam'io 'rusco de $otencial +ue se $roduce en las cercanas del $unto de e+ui-alencia sino a la "ormación de un com$le7o en exceso de I2, de coloración a!ul.
Objetivo l an/lisis de 8odatos em$leamos el método de yodometrìa +ue consiste en la -aloración con 9iosul"ato de odio (:a 22;3).
FUNDAMENTO *a 8odometra se utili!a comnmente $ara anali!ar la concentración de aentes oxidantes en muestras de aua, tales como la saturación de oxeno en los estudios ecolóicos o de cloro acti-o en el an/lisis del aua de la $iscina.
? 2 e>@ 3 unto con $otencial de reducción de tiosul"ato=
1. s una titulación indirecta, ya +ue se $roduce yodo (I2) +ue lueo es titulado con tiosul"ato de sodio.
2. l tiosul"ato de sodio se usa como $atrón $rimario, aun+ue se descom$one y de'e utili!arse recién $re$arado (el mismo da).
3. *a 9itulación es indirecta= e aade exceso de I $ara +ue el analito reaccione y $rodu!ca yodo li're, el cual es titulado $osteriormente con tiosul"ato de sodio.
4. Indicador= e usa almidón como indicador. e de'e aadir cerca del $unto "inal, $ues si se aade al $rinci$io de la titulación, el almidón $uede atra$ar $arte del yodo +ue no ser/ li'erado, dando errores. *a solución de almidón de'e $re$ararse $re$ararse el mismo da +ue se -a a utili!ar. e recomienda utili!ar Balmidón solu'le, o en su de"ec de"ecto, to, se $uede $uede utili utili!a !arr almidó almidón n comer comerci cial, al, $ero $ero de'e de'e 0er0er-irs irse e duran durante te su $re$aración.
5. e'ido a +ue el yodo li're $uede su'limarse, 0ay +ue tener cuidado de no $erder el yodo "ormado. e usan "iolas de yodo.
n ellas se 0ace reaccionar un oxidante (;x) cuya concentración deseamos conocer, con un exceso de yoduro ener/ndose una cantidad este+uiométrica de triyoduro sen la reacción $re-ia=
ste ste triyo triyodu duro ro es $oste $osteri riorm ormen ente te -alor -alorad ado o con con tiosu tiosul"a l"ato to sódic sódico o de conce concentr ntraci ación ón exactamente exactamente conocida. Am'as es$ecies reaccionan de acuerdo con la siuiente siuiente reacción reacción -olumétrica=
l reacti-o -alorante es el tiosul"ato tiosul"ato sódico (:a 22;3), y a $artir de las este+uiometras de las reacciones -olumétrica y $re-ia, $odremos conocer la cantidad cantidad de ;xidante ;xidante inicial. *a disol disoluci ución ón de tiosul tiosul"at "ato o sólo sólo $ued $uede e utili! utili!ar arse se como como react reacti-o i-o -alor -alorant ante e "rent "rente e a yodo yodo (triyoduro), $or lo +ue su utilidad est/ limitada a las yodometras, l tiosu tiosul"a l"ato to de sodio sodio $ued $uede e cons conse euir uirse se "/cilm "/cilmen ente te de ran ran $ure! $ure!a, a, $ero $ero el sólid sólido o es"lorece "/cilmente y adem/s sus disoluciones se descom$onen con "acilidad. es un aente oxidante 'ueno +ue reacciona cuantitati-amente con 'uen nmero de reductores. Adem/s, el el I > se oxida con su"iciente "acilidad $ara +ue su reacción con ciertos oxidantes "uertes sea cuantitati-amente. Indirectos (yodométricos) (yodométricos)
n estos métodos se "orma triyoduro $or reacción de ion yoduro en exceso con aln aente oxidante (mide oxidantes).
Muc0os aentes oxidantes "uertes $ueden con-ertir cuantitati-amente ion yoduro en yodo li're el cual en $resencia de yoduro en exceso "orma I 3>. Alunos son=
*as reacciones $ara determinación de Mn; 4>, Cr 2;#2> y D2;2 si 'ien son "a-ora'les, no se em$lean $or carecerse de medios $ara detectar -isualmente el $unto "inal adem/s la reacción con Cr 2;#2> es alo lenta y con D 2;2 re+uiere de un catali!ador $ara o'tener 'uenos resultados. Como Como exist existe e una una relac relació ión n este+ este+uio uiomét métric rica a entre entre la cant cantida idad d inici inicial al de oxida oxidant nte e y la cantidad de I 3> $roducida, la determinación de triyoduro $ro$orciona datos de los cuales se $uede calcular la concentración del oxidante. se usa casi in-aria'lemente una solución est/ndar de tiosul"ato sódico.
n situaciones es$eciales 0an de em$learse como -alorantes, arsénico As
3?
o sul"ito.
de'e aseurarse aseurarse siem$re +ue se com$leto la reacción entre el oxidante "uerte y el I> en exceso antes de dar comien!o a la -aloración con 2;32>.
se destinan a la determinación de sustancias +ue $or si mismas son oxidantes "uertes y el $rocedimiento en la reacción $re-ia de esa sustancia con un exceso de yoduro, $ara "ormar I 3>, seuida de la -aloración del 9riyoduro con una solución estandari!ada de tiosul"ato sódico.
Condiciones
p! n medio /cido muy diluido como el +ue $odra ocurrir $or saturación de la solución con C; 2, el tiosul"ato tiosul"ato se descom$one descom$one lentamente con "ormación de a!u"re elemental e ion 0idroeno sul"ito=
Aun+ue el 2;32> es inesta'le en medio /cido, nada im$ide su uso como -alorante de yodo (I3>) incluso en concentraciones /cidas como 2 M o 3 M siem$re +ue la -aloración se e"ecte de manera +ue en ninn momento 0aya un exceso local a$recia'le de tiosul"ato.
META"E# $E#ADO#!
*as tra!as de metales $esados causan oxidación radual de 2;32> a 4;62>.
2 Cu? ? 4;62>
8 lueo el oxieno del aire reoxida al Cu ? y se "orma un ciclo de reacciones de descom$osición del tiosul"ato. 4 Cu? ? ;2 ? 2 D2;
4 Cu2? ? 4 ;D >
%A&TE'(A# %A&TE'(A# )UE &ON#UMEN A*UF'E!
*a causa m/s insidiosa de la inesta'ilidad de las soluciones de 2;32> es la $resencia de 'acterias +ue consumen a!u"re, trans"orm/ndolo en , ; 32> y ;42>. $or+ue de este modo se lora un $D entre G H 1E donde la acción 'acteriana es mnima.
(.
'EA 'EA&&(+ &&(+N N ,ODO ,ODO - T(O# T(O#U" U"F FATO!
Determia/i0 de pto ia Cuando se clasi"ica en método directo e indirecto se menciona +ue el $unto "inal en el método directo se seala $or el $rimer exceso a$recia'le a$recia'le y $ermanente $ermanente de yodo (I 3>) en el -aso de -aloración, mientras +ue la desa$arición de la ltima cantidad $erce$ti'le de yodo seala el $unto "inal en el método indirecto.
*a a$arición o la desa$arición del color del yodo (I 3>) es de $or si una manera muy sensi'le $ara locali!ar el $unto "inal, siem$re +ue el yodo sea la nica sustancia coloreada en el sistema. l I3> +ue es la "orma $redominante del yodo en medios de yoduro acuosos tiene color $ardo amarillento.
n una solución $er"ectamente incolora es $osi'le $erci'ir -isualmente una concentración de I 3> de 5 x 1E >6 M o sea en un un -olumen -olumen de de solución solución de 1EE 1EE ml corres$onde corres$onde a 1
e+ de de
-alorante.
n la -aloración directa de 5E,EE ml de arsénico (III) E,E5E M, con I 3> E,E5E M el $unto "inal seria $erci'ido como la $rimera a$arición del color amarillo del ion triyoduro. i se asume +ue la mnima concentración $erce$ti'le de I 3> es 5 x 1E >6 M el error de -aloración seria solo de ? E,E2F. Almidón n los métodos analticos en +ue inter-iene yodo no son necesarios los indicadores redox normales, $or+ue se dis$one de almidón, un indicador interno sensi'le +ue ex$erimenta una interacción enormemente es$ec"ica con yodo. l yodo li're "orma un color a!ul muy intenso con almidón dis$erso coloidalmente y esta coloración sir-e de indicación de la $resencia de yodo.
na cantidad tan $e+uea como 2 x 1E ># M de yodo da con almidón un color a!ul $erce$ti'le.
n $resencia de yoduro en concentración 1E >5 M se $uede -er "/cilmente el color a!ul de almidón H yodo con una concentración de 5 x 1E >6 M de yodo.
Como Como $ued $uede e a$rec a$reciar iarse se el métod método o del del almid almidón ón H yodo yodo no es m/s sensi'l sensi'le e +ue +ue la coloración $ro$ia de yodo $ero el color a!ul del almidón H yodo es m/s distinti-o en $articular en soluciones coloreadas.
l almi almidó dón n no 0a de esta estarr $res $resen ente te en la soluc olució ión n +ue +ue se -alo -alora ra 0ast 0asta a +ue +ue la concentración de I 2 li're no es 'astante 'a7a, $ues randes cantidades de yodo causan coaulación de la sus$ensión de almidón y $romue-en adem/s la descom$osición de esta sustancia.
*as sus$ensiones de almidón de'en $roteerse de la ex$osición inde'ida al aire y toda "uente de 'acterias de'ido a la descom$osición 'acteriana. Alunos $reser-adores +ue se usan son yoduro mercrico, timol y licerol.
s $re"eri'le el uso de sus$ensiones de $re$aración reciente. *a descom$osición se ad-ierte $or la "ormación de un color $ardo y si la descom$osición descom$osición es muy extensa $uede no a$arecer color a!ul.
ste indicad indicador or de'e de'e usarse usarse a tem$erat tem$eratura ura am'iente am'iente $ues $ues la sensi'il sensi'ilida idad d disminuy disminuye e sealadamente a tem$eraturas m/s altas.
*os /cidos descom$onen el almidón $or una reacción de 0idrólisis y $or ello el almidón no 0a'r/ 0a'r/ de usars usarse e en medio medios s "uert "uerteme emente nte /cido /cidos s ni se de7ar de7ara a demas demasiad iado o tiem$o tiem$o en soluciones de acide!, incluso moderada.
n $rinci$io se su$uso +ue el color a!ul +ue $roduce el I 2 (I3>) con el almidón era de'ido a la "ormación de un com$uesto de adsorción.
Actualmente Actualmente se $ostula +ue dic0a coloración coloración es de'ida a la "ormación de un BClatrato o com$uesto de inclusión, en el cual los /tomos de I 2 +uedan atra$ados en una red o 7aula constituida $or los anillos de Maltosa +ue com$onen la Amilasa.
*as soluciones de almidón se em$lean en concentraciones com$rendidas entre el E,2 y 1 F. e $re$aran dis$ersando el $roducto desledo en muy $oco aua "ra en un mortero y areando lueo aua 0ir-iente.
l almidón +ue se ex$ende en el comercio $ara "ines analticos se $resenta es$ecialmente $re$arado y da soluciones $r/cticamente trans$arentes.
*as solucion soluciones es de almidón almidón son susce$ti susce$ti'les 'les de descom$ descom$osic osición ión 'acteria 'acteriana, na, su me7or me7or conser-ación conser-ación se aseura con unos miliramos de yoduro mercrico, /cido saliclico, saliclico, timol, cloro"ormo o tolueno.
*a reaccion de coloración del almidón con el yodo es menos sensi'le si se aumenta la tem$eratura o en $resencia de alco0oles.
l almidón en $resencia de randes cantidades de yodo "orma com$uestos insolu'les, $or lo +ue el indicador 0a de arearse recién en las $roximidades del $unto "inal en el caso de titulaci titulacione ones s indirect indirectas as (yodomé (yodométric tricas) as) ui/ndos ui/ndose e $or el em$alide em$alidecimi cimiento ento del color color amarillo del yodo residual a medida +ue $roresa la titulación con tiosul"ato.
n la actualidad se $ostula el em$leo del almidón H licolato de sodio, +ue no $osee esta ultima ultima des-ent des-enta7a a7a y adem/s adem/s o"rece o"rece -ira7es -ira7es m/s ntidos ntidos cuando se utili!an utili!an soluciones soluciones -aloradas muy diluidas. Método de extracción extracción
;tra "orma de determinación del $unto "inal consiste en la adición de unos mililitros de un li+uido inmisci'le con aua, comnmente tetracloruro de car'ono o cloro"ormo al -aso de -aloración como el I 2 molecular es muc0o m/s solu'le en la ca$a or/nica, no $olar, +ue en la "ase acuosa, todo el I 2 se concentrara en la ca$a in"erior m/s densa, y dar/ un color -ioleta.
l métod método o de extra extracci cción ón $ara $ara la deter determin minaci ación ón del $unt $unto o "inal "inal es menos menos cómod cómodo o y cons consume ume m/s tiem$o tiem$o +ue +ue el uso uso de almidó almidón, n, $ero $ero los los dos método métodos s dan dan resul resultad tados os excelentes. e $uede em$lear con -enta7a el método de extracción en -aloraciones en medios "uertemente /cidos donde no es "acti'le el uso del almidón. Como es el caso de titulaciones con yodato de $otasio. Estandarización Estandarización de soluciones de yodo y de tiosulfato
A. ,ODO!
Aa /oidera/ioe pr6/ti/a!
*a reacción no es cuantitati-a a $D 4,3, entre $D 4 H 5 la reacción es lenta y se
o'tienen $untos "inales $rematuros.
l inter-alo ó$timo de $D es # H G.
l lmite su$erior es a$roximadamente 11, a este $D ocurre des$ro$orcionamiento
de yodo a DI; y I > y el /cido 0i$oyodoso oxida sua-emente el arsénico (III) a (J).
A
-alores m/s altos de $D el DI; se des$ro$orciona des$ro$orciona a I > y I;3>, y este reacciona
con el arsénico (III) en "orma lenta.
Kinalmente, no es su"iciente +ue el $D este entre # H G sino +ue la solución 0a de amortiuarse dentro de este inter-alo. i el D ? +ue se $roduce durante la -aloración no es neutrali!ado $or el amortiuador, el aumento de acide! $odra 0acer +ue se interrum$a la reacción arsénico (III) H I 3> antes de alcan!ar el -erdadero $unto de e+ui-alencia. e+ui-alencia. s e-idente +ue cuando "inali!a la reacción arsénico (III) H I 3> el $rimer exceso de I 3> causa la a$arición del color a!ul del almidón H I 3>.
"a /odi/ioe apropiada para a vaora/i0 aréi/o 7(((8 - (39 o! es$ués de disol-er en :a;D diluido una $orción $esada de As 2;3 se neutrali!a con DCl m/s un $e+ueo exceso. e arean -arios ramos de :aDC; 3 $ara "ormar el amorti amortiu uad ador or /cido /cido car' car'óni ónico co H 'icar 'icar'o 'onat nato o a $D #> % enton entonces ces se are area a el indicador almidón y se -alora la solución con yodo o triyoduro. i tomamos en cuenta las "uer!as de los /cidos DAs; 2 y D3 As; As;4 =
m$le m$leare aremos mos esta esta const constan ante te de e+uil e+uili'r i'rio io nuenue-a a +ue +ue es -alid -alida a a $D #, $ara $ara determinar la com$letitud de la oxidación de As (III) a As (J) en el $unto "inal de la -aloración.
*o +ue demuestra +ue la -aloración es am$liamente cuantitati-a a $D #.
%. T(O#U"FATO T(O#U"FATO #+D(&O! na solución de yodo (I 3>) $re-iamente -alorada sir-e $ara titular una solución de
Adem/s, aentes oxidantes oxidantes "uertes como dicromato de $otasio, yodato de $otasio y 'iyoda 'iyodato to de $otas $otasio io LD( LD(I; I; 3)2 <.K. 3%G, 3%G,G2 G2 $ued $ueden en serser-ir ir como como est/n est/nda dares res $rimarios $ara la -aloración de soluciones de tiosul"ato $or el método indirecto con yodo. 9odos estos métodos im$lican en ltimo término la reacción entre yodo (I 3>) y tiosul"ato.
Aplicaciones
ir-e de 'ase $ara la determinación de Cr, <', y &a. l Cr 3? +ue se o'tiene al disol-er di-ersas muestras lueo se lo oxida a Cr;
2> 4
o
Cr 2;#2> $or e7em$lo con Cl; 4 ($erclorato de $otasio) en D:; 3 concentrado caliente o con D2;2 en solución de :a;D, lueo se elimina el exceso de oxidante $or calentamiento +uedando el Cr 2;#2> o Cr; 42> +ue se determinan con exactitud $or el método indirecto yodométrico. l <'Cr;4 y el &aCr; 4 son muy insolu'les as un $e+ueo exceso de Cr; 42> a una solución +ue contiene <' o &a causa la $reci$itación del <'Cr; 4 o &aCr; 4 a7ustando el $D de la solución.
e la-a la-a el $rec $reci$ i$it itad ado o y lue lueo o se lo disue isuell-e e en medi medio o /cid /cido o $ara $ara concon-er erti tirr el
ste Cr 2;#2> se determina iodométricamente. 9am'ién $uede arearse una cantidad de Cr; 42> exactamente conocida, en exceso a la solución +ue contiene <' y &a, se se$ara el $reci$itado de <'Cr; 4 y &aCr; 4 se la-a recoiendo el aua de la-ado con el resto del "iltrado $ara determinar la cantidad de Cr; +ue no 0a $reci$itado del mismo modo anterior.
2> 4
Determinación de Mn: l método consiste en oxidar el Mn 2? en solución a Mn; 2 con clorato de $otasio (Cl;4) en /cido ntrico en e'ullición u oxidando a Mn; 4> con oxido de $lata en D 2;4 4 K, eliminar el exceso de oxidante y lueo determinar el Mn; 4> $or el método yodométrico (indirecto). Determinación Determinación de Sulfuros: *a reacción=
. Day dos incon-enientes $r/cticos=
1>
l D2 es muy -ol/til y $odra esca$ar de las soluciones /cidos o neutras.
2>
Aun+ue el D 2 se concon-ie iert rte e en D>, no -ol/ -ol/ti till en medi medio o alca alcali lino no,, el I 3> se
des$ro$orciona a I > y DI; +ue oxida $arcialmente el D > a ;42> a -alores altos de $D.
stos incon-enientes se sal-an en la $r/ctica $or e7em$lo areando una muestra de sul"uro alcalina alcalina a un exceso de solución de I 3> acidi"icada y retro-alorar el I 3> sin reaccionar con 2;32> estandari!ado. e $uede a$licar este $rocedimiento $ara determinar &admio o &i/ en $reci$itados de sul"uros.
n la $r/ctica se se$ara el $reci$itado $or "iltración o centri"uación y se la-a 0asta ausencia de 2>,
-
e area al $reci$itado unos ml de aua acidi"icada con /cido acético.
-
l /cido acético no disuel-e el $reci$itado $ero -uel-e /cida la sus$ensión del $reci$itado $roteiéndolo del des$ro$orcionamiento del I 3> +ue se area a0ora y e-ita la oxidación $arcial de 2> a ;42>.
-
e introduce a0ora un exceso medido de solución est/ndar de I 3> y se 0ace la me!cla 2 a 3 K en DCl.
-
l $reci$itado de Cd o Nn se disuel-e inmediatamente=
-
l D2 reacciona r/$ida y cuantitati-amente con una cantidad e+ui-alente de I 3>.
-
e retro-alora el I 3> +ue +ueda sin reaccionar con solución de 2;32>.
-
e calcula la cantidad de Cd o Nn $or la di"erencia entre las cantidades de I 3> y 2;32> est/ndares usadas en la determinación. Determinación Determinación de Arsénico Arsénico (): ():
n ciertas condiciones se $uede in-ertir la reaccion As (III) H I 3> (+ue se usa normalmente en las -alor alora acio ciones de solu soluc cione ones de yodo odo) de man manera +ue +ue el As (J) (J) oxide ide cuantitati-amente I > a I3>.
!i"lio#raf$a
standari!ación standari!ación
de disoluciones disoluciones -alorantes. osé Morillo Auado. Auado. e$tO de Ineniera
Pumica y Am'iental. scuela 9écnica u$erior de Inenieros de e-illa. ni-ersidad de e-illa. aniel
C. Darris (2EE#). An/lisis Pumico Cuantitati-o. Qe-erté. $. 353. I&: %4 2G1
#224 6. KIDQ,, KIDQ
Q. 8 <9Q, <9Q, .= An/lis An/lisis is +umico +umico cuantit cuantitatiati-o, o, d. Interame Interamerica ricans, ns, .A. .A.
México 1G6%.
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DED(&ATO'(A l $resente tra'a7o -a dedicado a todos nuestros com$aeros, ya +ue ser-ir/ $ara -uestro conocimiento so're las $lantas medicinales estimulantes del a$etito.
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JULIACA – PERU 2015
