Yodometria

4.6.3 YODOMETRÍA

El yodo es soluble en agua en la proporción de 0.001 moles por litro a la temperatura ambiente. Sin embargo, en presencia de yoduros solubles, como el de potasio, aumenta su solubilidad por formación del complejo triyoduro: I2 + I- → I3-

El ion triyoduro constituye la especie principal que existe en las disoluciones de yodo, tanto en las utilizadas como reactivo valorante en métodos directos, como en las formadas por oxidación del ion yoduro en métodos indirectos.

MÉTODOS DIRECTOS (YODIMETRÍA)

El método directo consiste en la valoración de reductores relativamente fuertes con disolución patrón de yodo. En algunos casos es conveniente añadir una cantidad conocida de disolución de yodo en exceso, valorando después por retroceso con tiosulfato sódico. Algunos de los métodos son:

Sulfuro de hidrógeno y sulfuros metálicos

Mezclas de sulfuro y tiosulfato

Compuestos de antimonio (III)

Determinación de agua por el método Karl Fischer

MÉTODOS INDIRECTOS (YODOMETRÍA)

Se aplican a la determinación de sustancias que oxidan el ion yoduro a yodo, que después se valora con disolución patrón de tiosulfato sódico. Algunas de las determinaciones usuales son las siguientes:

Determinación de cobre

Formas oxidadas de los halógenos

Mezcla de haluros

Análisis de la pirolusita

Determinación de bario y plomo

Determinación de ion sulfato

Determinación de peroxidisulfato

Ácidos

Peróxidos y percarbonatos

La yodometría constituye una parte de los métodos de oxidación-reducción, que se refiere a las valoraciones de substancias reductoras mediante soluciones de yodo, y a las determinaciones de yodo por medio de soluciones de tiosulfato de sodio. Todos estos métodos están basados en la acción oxidante del yodo y reductora de los yoduros, que puede condensarse en la reacción reversible:

I2 + 2E 2 I -

Si comparamos el potencial de oxidación de este sistema con el de otros oxidantes como el permanganato y el bicromato de potasio, encontraremos los siguientes valores:

MnO4 - + 8 H+ + 5E Mn2+ + 4H2O +1.52 volts.

Cr2O72- + 14 H+ + 6E 2Cr3+ + 7H2O + 1.30 volts.

I2 + 2E 2 I - + 0.54 volts

El potencial de oxidación del sistema yodo-yoduro es muy inferior al de los otros dos sistemas citados, y como sabemos que por esos valores podemos conocer cuáles iones son capaces de oxidar o de reducir a otros, los iones MnO4- y Cr2O7 2- oxidaran a los iones-.

Si se hacen actuar sobre un yoduro en solución ácida substancias oxidantes con un potencial de oxidación superior a + 0.54 volts, el yoduro actuará reduciendo cuantitativamente, dejando en libertad una cantidad de yodo que es equivalente a la substancia oxidante que reaccionó, así por ejemplo, cuando el ión MnO4- (oxidante) actúa sobre el ión I- (reductor) en medio ácido, se verifica la siguiente reacción:

2MnO4- + 10I + 16 H 2Mn2+ + 5 I2 + 8H2O

Es decir, que la cantidad de yodo libre, es equivalente a la cantidad de ión MnO4-.

Las aplicaciones de los métodos yodométricos son muy amplias; en general puede decirse que todas aquellas substancias reductoras capaces de ser oxidadas por el yodo en solución acuosa, y todos aquellos agentes oxidantes que reaccionen con un yoduro poniendo yodo en libertad, pueden ser valorados por métodos yodométricos.

En los casos en que el yodo actúe como oxidante, la titulación se efectúa añadiendo al reductor tanta solución valorada de yodo como sea necesaria para obtener una reacción cuantitativa cuyo final puede percibirse mediante el indicador clásico del yodo: el engrudo de almidón. La reacción entre el reductor y el yodo también puede efectuarse añadiendo el reductor a la solución de yodo.

En aquellos en que el reductor sea el yoduro de potasio y sobre él se haga reaccionar el oxidante que se desea valorar, el yodo puesto en libertad y cuya cantidad es equivalente a la del oxidante, se valora con una solución titulada de tiosulfato de sodio; esta solución es de uso general en todos los métodos yodométricos en los que se pone yodo en libertad; así pues la reacción fundamental de estos procesos es la siguiente:

2Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2 NaI

en yodometría se emplean dos soluciones valoradas que sirven de base a todas las determinaciones: la solución de yodo y la de tiosulfato de sodio, ambas decinormales en loa mayoría de los casos.

Los métodos yodométricos son en general de gran exactitud, aunque hay algunas fuentes de error que hay que tomarse en cuenta de preferencia. Trabajando en condiciones normales, la causa de error más notable es la de la volatilidad del yodo, no sólo de sus soluciones valoradas, sino también y muy principalmente de las soluciones -donde fue puesto en libertad por un oxidante, a fin de reducir a un mínimo los errores que se obtienen por la volatilidad del yodo, deberá procurarse que las soluciones de este elemento contengan suficiente cantidad de yoduro de potasio para formar el ión tri-yoduro.

I- + I2 I3-

En las soluciones de este ión la tensión de vapor es menor que en aquellas donde el yodo se encuentra en forma de iones simples.

Por otra parte, la solubilidad del yodo en agua pura es muy baja, y es necesario dar oportunidad a la formación de los iones I3-, los cuales son mucho más solubles que los iones I-: esto se logra en soluciones acuosas que contengan por lo menos un 4 % de yoduro de potasio.

Si en un método yodométrico el yodo de un yoduro, puesto en libertad por un oxidante, no se encuentra en condiciones de formar I3-, es decir de disolverse, se separa de la solución saturada de yodo, en forma de pequeños cristales que flotan en la superficie, y donde, en razón a su tensión de vapor gran parte se perderá por volatilización, obteniéndose resultados analítico a bajos.

Otra fuente de error está en la oxidación que sufren los iones I- en solución ácida por el oxígeno del aire; cuando se deja una solución ácida de un yoduro en contacto del aire y como indicador el engrudo de almidón, al principio la solución será incolora, pero poco a poco, y de preferencia en la superficie del líquido, aparecerá la coloración azul debida al yodo puesto en libertad,

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