Jodometrie je metoda, která je založena na oxidačních a redukčních účincích jódu a jeho sloučenin. V této rozsáhlé metodě je využito snadné redukovatelnosti jódu na jodid a naopak oxidovatelnosti jodidu na jód.
Danou skutečnost vystihuje chemická rovnice:
Reakce je dokonale vratná a její průběh je závislý v obou směrech pouze na reakčních podmínkách (vlastnosti stanovované látky a typ odměrného roztoku). Tuto reakci lze tedy rozdělit na dvě dílčí reakce:
Redukce jódu I2 + 2 e- → 2 I-
Oxidace jodidu I- → I2 + 2 e-
Proto je touto metodou možné provádět dva typy stanovení:
- stanovení redukujících látek
- stanovení oxidujících látek
Odměrné roztoky
Jodometrie používá dva odměrné roztoky. Odměrný roztok jódu (I2), který má nejčastěji koncentraci 0,05 mol/l, a odměrný roztok thiosíranu sodného (Na2S2O3) nejčastěji v koncentraci 0,1 mol/l.
Metoda využívá také pomocný roztok KI v koncentraci 30%. V tomto případě se nejedná o odměrný roztok a může být nahrazen odpovídajícím množstvím pevného KI. Použitý KI nesmí obsahovat volný jód ani jodičnan, protože tyto látky by zkreslovaly spotřebu odměrného roztoku při titraci. Roztok jodidu je použitelný, pokud po přidání škrobového roztoku a okyselení silnou minerální kyselinou nevykazuje zbarvení do modra.
Příprava odměrného roztoku jódu
Pokud je k dispozici resublimovaný jód, jedná se o standardní látku a odměrný roztok se připraví přesným odvážením (na analytických vahách) vypočítaného množství I2, rozpuštěním v roztoku KI a doplněním čištěnou vodou na požadovaný objem (roztok je tmavý, a proto hladinu nastavujeme k rysce na horní meniskus). Titr takto připraveného roztoku můžeme vypočítat z navážky. Jód se rozpouští v roztoku KI, protože v čištěné vodě je jeho rozpustnost nízká.
Vzhledem k těkavosti jódu se častěji připravuje roztok přibližné koncentrace a titr tohoto roztoku se pak stanoví buď pomocí standardní látky, nebo titrací odměrným roztokem thiosíranu sodného (jehož titr již známe).
Roztok jódu se uchovává v chladu a v tmavých lahvích uzavřených zabroušenou skleněnou zátkou. Jeho titr je nutné kontrolovat.
Příprava odměrného roztoku thiosíranu sodného
Odměrný roztok thiosíranu sodného se připravuje z pentahydrátu thiosíranu sodného pouze v přibližné koncentraci a jeho titr se stanovuje titrací odměrným roztokem jódu.
Pro zvýšení stability roztoku se přidává uhličitan sodný v množství asi 0,2g/1 litr. Titr je nutné občas kontrolovat.
Standardní látky
Pro roztok jódu je standardní látkou resublimovaný jód (čištěný opakovanou sublimací). Není-li k dispozici resublimovaný jód, pak je možné připravit roztok jódu přibližné koncentrace a stanovit jeho titr pomocí standardní látky např. oxidu arsenitého.
Jiná možnost je stanovit titr pomocí odměrného roztoku thiosíranu, jehož titr je již znám.
Pro roztok Na2S2O3 je základní látkou některé oxidační činidlo, např. KIO3 nebo K2Cr2O7.
Stanovení titru odměrného roztoku Na2S2O3
Při stanovení titru odměrného roztoku thiosíranu sodného se využívá snadné oxidovatelnosti jodidu draselného na jód, který zbarví titrovaný roztok tmavě hnědě. Vyloučené množství jódu je ekvivalentní množství použité standardní látky a může se vypočítat z chemické rovnice
Vyloučený jód se pak titruje thiosíranem za škrobové indikace.
Protože při první reakci vznikly 3 moly I2, je nutné druhou reakcí veškeré vyloučené množství jódu ztitrovat, a proto ve výpočtu musíme druhou rovnici vynásobit koeficientem 3. Takže faktor titrace vyjádříme takto:
n (Na2S2O3) / n (K2Cr2O7) = 6/1
Indikace bodu ekvivalence
Indikátorem používaným v jodometrii je škrobový roztok, který tvoří za studena s roztokem jódu intenzivně zbarvenou modrofialovou adsorpční sloučeninu. Tato reakce je velmi citlivá a umožňuje prokázat jód i ve velmi nízkých koncentracích. Pozor, při zvýšené teplotě zbarvení mizí, proto mohou být škrobem indikovány pouze studené roztoky.
Indikátor se přidává při přímé titraci jódem na začátku titrace, při titraci thiosíranem až těsně před koncem titrace, kdy se hnědé zabarvení vyloučeným jódem změnilo jen v mírně žluté.
Protože roztoky škrobu jsou napadány plísní, přidává se do nich antimikrobiální přísada jodidu rtuťnatého. Roztok se povaří a uchovává se v chladu a chráněný před světlem.
Využití metody
Jodometrie je metoda, kterou je možno stanovit jak obsah oxidujících, tak i obsah redukujících látek. Při kontrole léčiv je možné jodometricky stanovit obsah látek, např. v lékopisných článkách Formaldehydi solutio, Iodi solutio ethanolica, Iodi solutio aquosa , Iodi solutio glycerolica,Kalii permanganas, Natrii sulfis anhydricus, obsah dichromanu draselného.
Stanovení redukujících látek
Odměrným roztokem je roztok jódu, který se stanovovanou látkou redukuje na jodid podle rovnice:
I2 + 2e- → 2I-
Je možné provádět přímou titraci (např. při stanovení arsenitých, antimonitých a cínatých solí), avšak je nutné, aby reakce proběhla rychle, což u většiny látek není.
Proto se dosti často používá titrace zpětná, kdy se ke stanovované látce přidá přesně odměřený nadbytek roztoku jódu, nechá se potřebnou dobu zreagovat a pak se zpětně titruje nezreagovaný nadbytek jódu roztokem thiosíranu sodného, který reaguje s jódem podle známé, již dříve uvedené rovnice:
Vzniklá sloučenina se jmenuje tetrathionan disodný (tetrathio znamená 4 síry)
Tento typ stanovení se může využít např. ke stanovení obsahu siřičitanů, aldehydů a jiných redukčních látek.
Stanovení oxidujících látek
Provádí se tak, že se ke stanovované oxidující látce přidá nadbytek jodidu draselného (buď pevná látka, nebo koncentrovaný roztok). Množství jodidu draselného nemusí být přesně známo, záleží pouze na tom, aby množství jodidu bylo vyšší, než je potřeba pro reakci. Nechá se proběhnout reakce, při které se vyloučí z jodidu jód (jeho množství je úměrné množství stanovované látky), roztok vyloučeným jódem zhnědne. Kolik jódu se vyloučilo, se zjistí opět titrací roztokem thiosíranu sodného.
Tato metoda se obvykle provádí v kyselém prostředí a je vhodná ke stanovení chlóru, brómu, peroxidů, chromanů, železitých a měďnatých sloučenin.
Výpočty obsahu
Při výpočtu obsahu redukujících a oxidujících látek se využívají zásady popsané v předchozích kapitolách. Protože se jedná o výpočet, který je pro začátečníky obtížný, je možné využít tato modelová schémata: