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Daniele Naviglio » 17.Iodometria e iodimetria


Iodometria

Con il termine “iodometria” si definisce la titolazione che utilizza una soluzione standardizzata di tiosolfato di sodio quale titolante, uno dei pochi reagenti riducenti stabili rispetto all’ossidazione dell’aria. La iodometria è usata per determinare la concentrazione di agenti ossidanti mediante un procedimento indiretto che implica lo iodio come intermedio; in presenza di iodio, lo ione tiosolfato si ossida quantitativamente a ione tetrationato
Per determinare la concentrazione degli agenti ossidanti viene aggiunto all’interno della soluzione debolmente acida un eccesso non misurato di una soluzione di ioduro di potassio. Lo iodio liberato stechiometricamente, a seguito della riduzione dell’analita, è poi titolato con una soluzione standard di tiosolfato di sodio (Na2S2O3).

Indicatore nelle titolazioni iodio/tiosolfato

Comunemente, le titolazioni che coinvolgono lo iodio vengono eseguite con una sospensione di salda d’amido come indicatore. La salda d’amido è una soluzione acquosa di amido addizionata di una piccola quantità di battericida, in maniera tale da evitare la decomposizione che può interferire con le proprietà di indicatore.

A seguito del legame tra lo iodio (I2) e la catena elicoidale del β-amilosio si sviluppa una colorazione blu intensa.

Colore della soluzione contenente salda d’amido, in presenza di I2.
In presenza dello ione I- la salda d’amido è incolore.
Fonte Istituto Comprensivo Statale di Turbigo Turbigo (Mi).

Colore della soluzione contenente salda d'amido, in presenza di I2. In presenza dello ione I- la salda d'amido è incolore. Fonte Istituto Comprensivo Statale di Turbigo Turbigo (Mi).


Alcuni accorgimenti

Le titolazioni iodometriche devono essere condotte in ambiente debolmente acido e per tale motivo bisogna tenere presente che:”.

  1. Le soluzioni di iodio debbono essere impiegate a pH < 8,5 in quanto a pH basico lo iodio disproporziona (è un particolare tipo di reazione di ossidoriduzione, nella quale un’unica sostanza in parte si ossida ed in parte si riduce);
  2. L’ossidazione del tiosolfato sodico a tetraionato avviene in ambiente neutro o debolmente acido (in soluzione alcalina avverrebbe l’ossidazione a solfato);
  3. In ambiente fortemente acido il tiosolfato si decompone a S2;
  4. In ambiente acido lo ioduro viene ossidato a iodio secondo la seguente reazione:

O2 + 4I- + 4H+ ↔2I2 + 2H2O

Applicazioni della iodometria

In campo alimentare, la iodometria è ampiamente utilizzata al fine di determinare la concentrazione di idroperossidi in una qualunque matrice lipidica (oli e grassi destinati al consumo alimentare).
L’ossidazione è un processo chimico, catalizzato da diversi fattori (presenza di ossigeno, grado di insaturazione dell’olio, presenza di metalli, temperature di processo), che porta alla formazione di idroperossidi. La determinazione della concentrazione di tali specie chimiche è importante in quanto gli idroperossidi non solo hanno un impatto negativo sull’accettabilità della matrice lipidica impiegata o dell’alimento fritto in essa, ma si decompongono facilmente portando alla formazione di molecole dannose per la salute umana.

Processo ossidativo

Iniziazione: in presenza di un catalizzatore si formano dei radicali alchilici (L·) che tendono ad accumularsi.

Propagazione: il radicale allilico formatosi reagisce con l’ossigeno atmosferico per formare un radicale perossilico (LOO·). Questo radicale può reagire con un altro atomo di H disponibile (LH) formando un altro radicale libero (L·) ed un idroperossido (LOOH).

Terminazione: gli idroperossidi, specie chimiche altamente instabili, si decompongono generando radicali liberi addizionali e/o prodotti di ossidazione secondaria che si accumulano, cotribuendo ad aumentare la randicità dell’olio.

Reazioni radicaliche responsabili della formazione degli idroperossidi nei grassi ed oli alimentari. LH rappresenta un acido grasso monoinsaturo o polinsaturo.

Reazioni radicaliche responsabili della formazione degli idroperossidi nei grassi ed oli alimentari. LH rappresenta un acido grasso monoinsaturo o polinsaturo.


Numero di perossidi (mEq/kg) ammissibili per legge in diverse tipoligie di olio

Regolamento CEE 2568/91 e successive modifiche.

Regolamento CEE 2568/91 e successive modifiche.


Principio del metodo

Gli idroperossidi, in presenza di KI, si riducono secondo la seguente reazione redox riportata come somma delle due semireazioni nella figura 1.

Lo iodio che si libera viene titolato con tiosolfato di sodio a titolo esattamente noto, in presenza di salda d’amido come indicatore (colore blu). Il numero di equivalenti di iodio titolato è uguale al numero di equivalenti di idroperossidi presenti nel campione secondo la reazione riportata nella Figura 2. L’aggiunta di tiosolfato continua fino a quando non scompare il colore blu della soluzione e si passa all’incolore; il punto di viraggio indica che tutto lo iodio liberato è stato titolato

Figura 1.

Figura 1.

Figura 2.

Figura 2.


Esecuzione

Bilancia fonte

Bilancia fonte GEASS.; beuta fonte Wikipedia; beuta fonte Fisher Scientific; becher fonte Funsci; buretta fonte Istituto MAgistrale "Leonardo da Vinci" di Alba.


Esecuzione (segue)

Il numero dei perossidi (NP) espresso in meq/Kg è ricavato dalla seguente espressione:

NP=(N*V*1000)/p

dove:

  • V = ml della soluzione standard di Na2S2O3 impiegati
  • N = normalità della soluzione di Na2S2O3
  • p = peso dell’olio espresso in grammi

Iodimetria

Con il termine di Iodimetria si definisce la titolazione che utilizza una soluzione di iodio, ed è utilizzata nella determinazione di sostanze con carattere riducente. La semi-reazione è la seguente:

I3- + 2e- ↔ 3I- E0 = 0,536 V

I3- : ione triioduro (Per aumentare la solubilità dello iodio in acqua è necessario aggiungere lo ione ioduro che forma il triioduro complesso).

Le soluzioni di iodio standard hanno un’applicazione relativamente limitata in confronto agli altri ossidanti a causa del piccolo potenziale elettrodico. Talvolta questa caratteristica della coppia I3- /I- si rivela vantaggiosa poiché impartisce un grado di selettività che rende possibile la determinazione di fori agenti riducenti in presenza di quelli deboli.

Applicazioni della iodimetria

Una applicazione interessante della iodimetria nel settore alimentare è la determinazione dell’anidride solforosa (SO2) nei vini.
L’anidride solforosa espleta diverse funzioni:
regola la fermentazione alcolica;
ha azione antiossidante;
ha azione defecante;
è utile per la mutizzazione dei mosti;
aiuta l’estrazione delle sostanze polifenoliche;
abbassa la temperatura di fermentazione.

L’anidride solforosa viene aggiunta nel mosto e nel vino sotto forma di sali quali il bisolfito di potassio (KHSO3) contenente circa il 53% in peso di anidride solforosa ed il metabisolfito di potassio (K2S2O5) avente un titolo in anidride solforosa del 69,5% (p/p).

Il limite legislativo per i vini bianchi e rosati è 210 mg/L, per i rossi è 160 mg/L.

Forme di SO2 nel vino

La SO2 immessa nel vino non resta allo stato libero, ma in parte si ossida ed in parte si combina:

SO2 libera: si trova come tale o come acido solforoso (H2SO3) e come bisolfito potassico, il quale è meno efficace dell’anidride solforosa gassosa e non ha odore. La forma libera “(sotto forma di gas o di acido) è quella più importante in quanto svolge azione inibente verso i microrganismi ed azione antiossidante.
L’anidride solforosa ossidata compare come anidride solforica (SO3) o come acido solforico o come bisolfato potassico;

SO2 combinata: è inodore ed insapore e si ottiene soprattutto per combinazione con sostanze aventi gruppi aldeidici e/o chetonici che portano alla formazione di composti bisolfitici. Quindi la SO2 si può combinare con zuccheri, proteine, polifenoli. L’anidride solforosa combinata è in equilibrio con la forma libera; da ciò ne deriva che ogni diminuzione di quest’ultima comporta lo spostamento di una adeguata quantità combinata verso la forma libera. Questo è un ulteriore punto a favore dell’impiego dell’anidride solforosa, in quanto nel tempo viene garantita la stabilità del prodotto.

Principio del metodo

L’anidride solforosa totale contenuta nel campione di vino viene determinata mediante titolazione iodimetrica diretta, usando come indicatore salda d’amido. Prima di procedere alla titolazione, il vino è addizionato di una soluzione al 10% di acido solforico, che riduce l’anidride solforica (SO3) a anidride solforosa (SO2). La reazione di titolazione può essere così rappresentata:

SO2 + I2 + H2O → 2I- + SO3 + 2H+

L’aggiunta di un eccesso di I2 rende la soluzione blu scura il che indica che tutta l’anidride solforosa presente nel campione è stata titolata.

Per i vini rossi è difficile cogliere il punto equivalente in quanto il colore rosso intenso del vino copre la variazione cromatica dell’indicatore. In questo caso è consigliabile ricorrere alla titolazione potenziometrica, che rileva il punto di equivalenza in base alla variazione del potenziale della soluzione.

Esecuzione (1)

Beuta fonte  Wikipedia; buretta fonte  Steroglass; lettura menisco fonte fonte  Istituto Magistrale “Leonardo da Vinci” di Alba.

Beuta fonte Wikipedia; buretta fonte Steroglass; lettura menisco fonte fonte Istituto Magistrale "Leonardo da Vinci" di Alba.


Esecuzione (2)


Calcolo del tenore di anidride solforosa del vino

A = ml di I2 impiegati nella titolazione
N = normalità della soluzione titolante
V = ml di vino impiegati per l’analisi
32 = peso equivalente della SO2

Il calcolo si applica per le tre forme di SO2 , la somma rappresenta la SO2 totale.

Formula per la determinazione dell’anidride solforosa.

Formula per la determinazione dell'anidride solforosa.


I materiali di supporto della lezione

Douglas A. Skoog, Donald M. West F. James Holler; Chimica analitica una introduzione; edizioni EdiSes.

Cappelli P., Vannucchi V.; Chimica degli alimenti. Conservazione e trasformazioni. Zanichelli.

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