Le titolazioni redox: permanganometria e iodometria

Non tutte le titolazioni si basano su acidi e basi. Nelle titolazioni redox il titolante e l’analita si scambiano elettroni, e il punto di equivalenza è il momento in cui gli elettroni ceduti dal riducente eguagliano quelli acquistati dall’ossidante. Sono fra le titolazioni più usate nel controllo qualità industriale, per determinare ferro, cloro, perossidi, rame e molto altro.

Vediamo che cos’è una titolazione redox, come funzionano permanganometria e iodometria, come si rivela il punto finale e quali sono gli esempi pratici più comuni.

Che cos’è una titolazione redox

In una titolazione redox la reazione fra titolante e analita è un trasferimento di elettroni: uno si ossida (cede elettroni) e l’altro si riduce (li acquista). Il punto di equivalenza è raggiunto quando il numero di elettroni ceduti dalla specie che si ossida eguaglia il numero di elettroni acquistati dalla specie che si riduce. Il volume di titolante speso a quel punto permette di calcolare la quantità di analita, esattamente come nelle titolazioni acido-base.

La permanganometria

La permanganometria usa come titolante il permanganato di potassio (KMnO₄), un ossidante forte di colore viola intenso. In ambiente acido il permanganato si riduce a ione manganese(II), incolore. Il suo grande vantaggio pratico è che funge da indicatore di sé stesso: finché c’è analita da ossidare, ogni goccia di permanganato si decolora; quando l’analita è esaurito, la prima goccia in eccesso colora la soluzione di un rosa persistente, segnalando il punto finale.

MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻  →  Mn²⁺ + 4 H₂O

La permanganometria è il metodo classico per determinare il ferro(II), l’acqua ossigenata, gli ossalati e molti altri riducenti. Richiede ambiente acido (di norma acido solforico) e una soluzione di permanganato standardizzata, perché il KMnO₄ non è uno standard primario.

L’iodometria

L’iodometria è una famiglia di metodi che ruotano attorno alla coppia iodio/ioduro. Nella variante più usata, l’analita ossidante libera iodio (I₂) da un eccesso di ioduro, e lo iodio liberato viene poi titolato con una soluzione standard di tiosolfato di sodio. Il punto finale si rivela aggiungendo salda d’amido: l’amido forma con lo iodio un complesso blu intenso, e la scomparsa del colore blu, quando tutto lo iodio è stato consumato dal tiosolfato, segnala la fine della titolazione.

I₂ + 2 S₂O₃²⁻  →  2 I⁻ + S₄O₆²⁻

L’iodometria è il metodo di riferimento per determinare il cloro attivo nelle acque, il rame, i perossidi e molti agenti ossidanti. È molto usata anche nel controllo qualità di disinfettanti e candeggianti.

Come si rivela il punto finale

Nelle titolazioni redox il punto finale si può rivelare in tre modi principali. Esistono indicatori redox veri e propri, sostanze che cambiano colore quando il potenziale della soluzione attraversa un valore caratteristico (la ferroina ne è l’esempio classico). Ci sono gli indicatori specifici, come la salda d’amido per lo iodio o il permanganato che indica sé stesso. E c’è la rivelazione potenziometrica, in cui si misura con un elettrodo il potenziale della soluzione e si individua il salto al punto di equivalenza, senza bisogno di osservare colori.

Perché conta nella pratica

Le titolazioni redox sono fra le più diffuse nel controllo qualità industriale e ambientale: determinano il cloro nelle acque potabili e di piscina, il ferro nei minerali e nelle leghe, i perossidi nei prodotti chimici, il rame nei bagni galvanici. Sapere quale metodo scegliere — permanganometria, iodometria, cerimetria — e come rivelare il punto finale nel modo più affidabile è una competenza analitica concreta, che permette di eseguire determinazioni rapide, robuste e a basso costo strumentale.

Domande frequenti

Che cos’è una titolazione redox?

È una titolazione in cui titolante e analita reagiscono scambiandosi elettroni: uno si ossida e l’altro si riduce. Il punto di equivalenza si raggiunge quando gli elettroni ceduti dalla specie che si ossida eguagliano quelli acquistati dalla specie che si riduce. Il volume di titolante speso a quel punto permette di calcolare la quantità di analita.

Come funziona la permanganometria?

Usa come titolante il permanganato di potassio, ossidante forte e viola, in ambiente acido. Riducendosi a Mn(II) incolore, funge da indicatore di sé stesso: finché c’è analita ogni goccia si decolora, e la prima goccia in eccesso colora la soluzione di rosa persistente, segnalando il punto finale. È usata per ferro(II), acqua ossigenata e ossalati.

Che cos’è l’iodometria?

È un metodo redox in cui un analita ossidante libera iodio da un eccesso di ioduro, e lo iodio liberato viene titolato con una soluzione standard di tiosolfato. Il punto finale si rivela con la salda d’amido, che forma con lo iodio un complesso blu: la scomparsa del blu segnala la fine. Si usa per cloro attivo, rame e perossidi.

Come si rivela il punto finale in una titolazione redox?

In tre modi: con indicatori redox che cambiano colore a un potenziale caratteristico (come la ferroina), con indicatori specifici come la salda d’amido per lo iodio o il permanganato che indica sé stesso, oppure per via potenziometrica, misurando con un elettrodo il potenziale della soluzione e individuando il salto al punto di equivalenza.

A cosa servono le titolazioni redox nell’industria?

Sono diffusissime nel controllo qualità e ambientale: determinano il cloro attivo nelle acque potabili e di piscina, il ferro nelle leghe e nei minerali, i perossidi nei prodotti chimici, il rame nei bagni galvanici. Offrono determinazioni rapide, robuste e a basso costo strumentale, ed è per questo che restano uno strumento di routine nei laboratori.