Anión triyoduro

Substància química que es forma per mig de combinació en fase acuosa del yodo molecular (I₂) en ion yodur (I^-) procedent d'un yodur alcalino soluble en aigua (KI o NaI). El resultat d'esta combinació és un ion complex de fòrmula I₃^- .

Introducció

El yodo molecular (I₂) és una substància molt poc soluble en aigua (1,33 · 10^-3 M a 20 °C), pero el seu solubilidad aumenta considerablement en presència de dissolució acuosas de yodur potásico o sòdic, ya que es combina en els ions yodur (I^-) formant un ion complex, que rep el nom comú de ion triyoduro o anión triyoduro.

  $\mathrm{I}{\phantom{A}}_2{\phantom{A}}_{(\mathrm{a}\mathrm{q})}+\mathrm{I}{}^{\text{-}}{\phantom{A}}_{(\mathrm{a}\mathrm{q})}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{I}{\phantom{A}}_3{}^{\text{-}}{\phantom{A}}_{(\mathrm{a}\mathrm{q})}$     $K=7,0\cdot 10^2$ 

Com pot vore's en la reacció anterior, la constant d'equilibri és molt favorable a la formació del ion triyoduro. A això cal afegir que en el procediment habitual de formació del triyoduro en el laboratori, el yodur potásico (o sòdic) es troba en un gran excés (en balanç de moles, de dos a cinc moles de KI per cada mol d'I₂), en lo que, d'acort en el Principi de li Châtelier, l'equilibri estarà més desplaçat cap a la dreta, és dir, la solubilidad del yodo es fa encara major. Per tractar-se d'un ion molecular no és possible dispondre de triyoduro en estat sòlit. Quan per raons pràctiques és necessari utilisar este ion en alguna reacció química, és necessari preparar-ho “in situ”.

Aplicacions

El triyoduro s'utilisa com a substitut de yodo en totes aquelles reaccions o procediments químics en mig acuoso en els que el yodo es troba involucrat, ya que, donada la baixa solubilidad del yodo, és l'única manera de dispondre de suficient cantitat d'este element en la dissolució. Un eixemple típic i històric és la denominada solució de lugol, preparada per primera volta en 1829 per mege francés Jean Guillaume Auguste Lugol, del que du el seu nom. A efectes pràctics, és el yodo i no el yodur en el que forma el aducto I₃⁻, el que intervé en les reaccions químiques, per lo que els càlculs estequiomètrics es fan considerant els moles d'I₂ en lloc dels d'I₃^- . Aixina per eixemple, la típica reacció del triyoduro en el tiosulfato per a donar yodur i tetrationato:

$\mathrm{I}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}+2\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{2-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{S}{\phantom{A}}_4\mathrm{O}{\phantom{A}}_6{\phantom{A}}^{2-}+3\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}$ $(E^o=+0,4555V)$ 

 és equivalent a  la reacció

$\mathrm{I}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{2-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{S}{\phantom{A}}_4\mathrm{O}{\phantom{A}}_6{\phantom{A}}^{2-}+2\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}$  $(E^o=+0,4555V)$

Com pot vore's, en abdós reaccions  s'obté un mol de tetrationato a partir de dos moles de tiosulfato i la diferència de potencial d'oxidació-reducció és la mateixa. Respecte als moles de yodur (I^-), el que siguen tres en un cas o dos en l'atre, té una importància menor, puix com s'ha explicat anteriorment, la reacció es porta a terme en un gran excés de ion yodur.

El ion triyoduro juga un paper molt important en els métodos d'anàlisis químic en que vaig intervindre el yodo, sobretot quan es porta a terme en mig acuoso. Existixen numerosos métodos analítics basats en les propietats oxidants del yodo, que la seua semirreacción:

$\mathrm{I}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}2\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}$ $(E^o=+0,5355V)$

és ràpida i reversible, requisits habitualment buscats en les reaccions que s'utilisen en l'anàlisis volumètric, puix els oxidants forts oxidan el yodur (I^- )a yodo i els reductors forts reduïxen el yodo a yodur (I^-). Per eixa raó les volumetria redox en yodo poden ser de dos tipos:

-         Métodos directes o yodimetrías, quan s'utilisen dissolució patró de yodo com valorante de substàncies reductores fortes. En estos casos, la dissolució valorante patró de yodo es prepara per pesada directa de yodo d'alta purea que cal dissoldre en una dissolució de yodur potásico, per a que es forme l'espècie més soluble de triyoduro, que és la que s'utilisarà per a carregar la bureta i iniciar la valoració. L'ocupació de dissolució de yodo patró presenta algunes dificultats, entre elles, que el yodo, encara formant el ion triyoduro és llaugerament volàtil, es descompon fotoquímicamente de forma llenta, pero constant i l'excés de yodur de la dissolució es oxida, també llentament, en contacte en l'aire, aumentant la concentració de yodo

$4\mathrm{I}{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+4\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}2\mathrm{I}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

              Per a minimisar estos efectes, és recomanable guardar el reactiu en frigorífic i protegit de la llum i, aixina i tot és necessari renormalizar la dissolució patró de yodo cada pocs dies.

-         Métodos indirectes o yodometrías, en que es determinen substàncies oxidants, que prèviament es fan reaccionar en un excés de yodur potásico, lliberant una cantitat equivalent de yodo, que formarà el corresponent anión triyoduro. De no fer-se en excés de yodur, el yodo lliberat quedaria sense dissoldre en el mig acuoso, lo que dificultaria sériament la valoració.  Este yodo lliberat es valora despuix en una dissolució patró d'alguna substància reductora, habitualment tiosulfato sòdic o arsenito sòdic.