Titolazioni Coulombometriche: Definizione, Metodi e Esempi
Le titolazioni coulombometriche rappresentano una tecnica analitica in cui il titolante è generato elettrochimicamente in condizioni amperostatiche. Questo metodo implica l’uso di una tecnica coulombometrica a corrente costante, in cui il potenziale viene aumentato con la progressione della reazione.
Questo approccio è particolarmente utile quando il titolante è poco stabile, come nel caso di Mn3+ e Cr2+, per i quali le determinazioni dirette con i metodi tradizionali presentano difficoltà.
Le titolazioni coulombometriche permettono di ottenere il titolante direttamente nella cella di titolazione e di utilizzarlo istantaneamente per la reazione, evitando la preparazione e la conservazione delle soluzioni standard dei titolanti.
La generazione del titolante può avvenire attraverso l’ossidazione di un elettrodo metallico o utilizzando un reattivo ausiliare che, a seguito della reazione elettrolitica, genera la specie che reagisce con l’analita.
Nel caso specifico della titolazione di un alogenuro anziché con AgNO3, è possibile generare direttamente gli ioni Ag+ utilizzando un anodo solubile di argento.
Tipi di Titratura Coulombometrica
Le titolazioni coulombometriche possono essere di due tipi: diretto e indiretto. Nella prima, la reazione redox all’elettrodo di lavoro coinvolge unicamente la specie da titolare, mentre nella seconda, la reazione di ossidoriduzione all’elettrodo di lavoro coinvolge una specie diversa che funge sin dall’inizio da titolante.
Esempio Pratico
Un esempio concreto di titolazione coulombometrica è la determinazione di Fe3+. Supponendo di voler determinare il ferro ferrico in soluzione cloridrica mediante titolazione con lo ione stannoso Sn2+ prodotto elettrochimicamente nella cella di titolazione.
Applicando potenziali sempre più negativi, si osserverà la scarica del ferro fino al raggiungimento del valore di saturazione. Durante la fase di titolazione è importante considerare eventuali reazioni parassite, come la riduzione dello ione H2, che possono portare a errori nella valutazione del risultato.
Per evitare tali fenomeni, si può aggiungere un eccesso di ioni stannici Sn4+, che reagendo con lo ione Fe3+ presente in soluzione, permette di ottenere una riduzione senza perdita di corrente.
La scomparsa degli ioni Fe3+, che rappresenta il punto finale della titolazione, può essere rilevata dalla scomparsa del colore rosso del tiocianato utilizzato come indicatore.
In conclusione, le titolazioni coulombometriche sono utili per le determinazioni microchimiche di elementi in tracce, offrendo un approccio preciso ed efficiente per l’analisi di sostanze e composti chimici.