Il risultato di una titolazione iodometrica

Michele ha scritto:

Gentile professoressa, le chiedo aiuto riguardo il seguente problema. La ringrazio per il suo tempo!

Un campione impuro contenente K2Cr2O7 avente massa di 1,01 g è stato disciolto in acido solforico diluito e portato a volume in un matraccio tarato da 250 mL. Un’aliquota di 25 mL viene messa in una beuta, si aggiunge un eccesso di ioduro di potassio e l’indicatore. La soluzione assume un colore blu intenso. Si titola con una soluzione di tiosolfato di sodio 0,10 M. Dopo aver aggiunto 20 mL di titolante, la soluzione diventa incolore. Calcolare la percentuale di impurezze presenti nel campione (si consideri che le impurezze non interferiscano con l’analisi).

Ecco l’aiuto:

Il dicromato di potassio è una sostanza ossidante capace di ossidare gli ioni I con cui viene a contatto. I prodotti che si formano in ambiente acido sono ioni Cr3+ e molecole di I2. L’equazione redox bilanciata è:

Cr2O72- + 6 I + 14 H+ → 2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O

Il fatto che l’indicatore assume il colore blu a seguito dell’aggiunta in soluzione di ioduro di potassio, dimostra la presenza di iodio elementare in soluzione. Conoscendo la quantità di iodio prodotta dalla reazione si può quindi determinare la quantità di dicromato presente in soluzione e, tenendo presenti i diversi passaggi operativi a cui è stato sottoposto il campione e i rapporti molari di reazione, si può calcolare la massa di dicromato di potassio presente nel campione.

Per determinare la quantità di iodio prodotta dalla reazione, lo si fa reagire con gli ioni tiosolfato; lo iodio elementare, infatti, ossida gli ioni tiosolfato a ioni tetrationato e si trasforma di nuovo in ioni I. L’equazione bilanciata è:

2 S2O32-  +   I2         S4O62-   +   2 I

                                                                                                                                           ione tiosolfato                             ione tetrationato

Dalla quantità di titolante utilizzata per far tornare incolore l’indicatore, situazione che si verifica quando in soluzione non c’è più iodio elementare, è quindi possibile calcolare la quantità di I2 prodotta dalla reazione con gli ioni dicromato. Con questo risultato si calcola poi la massa di dicromato di potassio presente nel campione e, infine, la percentuale di impurezze che esso contiene.

I calcoli in dettaglio sono questi:

n S2O32- = M·V = 0,10 mol/L · 0,020 L = 2,0·10-3 mol  

n I2prodotta dal dicromato = ½ n S2O32- = 2,0·10-3 mol / 2 = 1,0·10-3 mol  

n Cr2O72-presente in 25 mL di soluzione = n I2 / 3 = 1,0·10-3 mol / 3     

n Cr2O72-presente nel campione = 10 · n Cr2O72-presente in 25 mL di soluzione = 1,0·10-2 mol / 3

m K2Cr2O7presente nel campione = n · mmolare = (1,0·10-2  / 3) mol · 294,185 g/mol = 0,9806 g       

m impurezze = m campione – m K2Cr2O7 = 1,01 g – 0,9806 g = 0,0294 g

% impurezze = (m impurezze / m campione) · 100 = (0,0294 g / 1,01 g) · 100 = 2,9%

In conclusione, la percentuale di impurezze presenti nel campione è pari a 2,9%.

Per la lezione