Bromatometria: reazioni, applicazioni

La bromatometria, insieme alla  permanganometria, iodometria, cerimetria fa parte delle tecniche analitiche quantitative di tipo volumetrico. La bromatometria è un tipo di analisi volumetrica utilizzata per la determinazione della concentrazione di un agente ossidante in una soluzione, come la quantità di bromo presente in una soluzione.

Reazioni

Nella bromatometria è usato il bromato di potassio che è un ottimo agente ossidante che viene ridotto a bromuro secondo la semireazione:

BrO₃^– + 6 H⁺ + 6 e^– → Br^– + 3 H₂O

In una soluzione in cui  [H⁺] è   1 M il potenziale standard di riduzione della coppia BrO₃⁻/Br⁻ è pari a +1,44 V

Il bromato di potassio si trova ad un elevato stato di purezza (99.9%) e può essere essiccato a 120-150 °C e pertanto può essere usato quale standard primario.

Dopo il punto equivalente il bromato ossida il bromuro per dare bromo secondo la semireazione:

BrO₃^– + 5 Br^–  + 6 H⁺ → 3 Br₂ + 3 H₂O

La presenza di bromo può essere evidenziata dal suo colore giallo, ma è preferibile usare indicatori quali il metilarancio, il giallo chinolina o il rosso metile.

Applicazioni della bromatometria 

La bromatometria ha numerose applicazioni in vari settori, tra cui:

1. Industria alimentare: per determinare la quantità di bromo nell’acqua utilizzata per la lavorazione degli alimenti, nonché per misurare il contenuto di bromo nei prodotti da forno e in altri prodotti alimentari.
2. Industria farmaceutica:  per determinare la quantità di bromo nei prodotti farmaceutici, come i bromuri e altri farmaci anticonvulsivanti.
3. Industria chimica: ìper determinare la concentrazione di bromo nelle soluzioni utilizzate nella produzione di prodotti chimici, come coloranti e pigmenti.

La bromatometria può essere usata per la determinazione di numerosi riducenti quali:

1) l’acido arsenico secondo la reazione:

BrO₃^– + 3 H₃AsO₃ → Br^– + H₃AsO₄

2) l’idrazina secondo la reazione:

BrO₃^– + 3 N₂H₄ → Br^– + 3 N₂ + 6 H₂O

3) l’idrossilammina secondo la reazione:

BrO₃^– + NH₂OH → Br^– + NO₃^– +H⁺ + H₂O

4) il ferrocianuro secondo la reazione:

BrO₃^– + 6 [Fe(CN)₆]^4- + 6 H⁺ → Br^– + 6 [Fe(CN)₆]^3- + 3 H₂O

Molte sostanze non possono essere ossidate direttamente dal bromato di potassio, ma reagiscono quantitativamente in eccesso di bromo. Soluzioni acide di bromo aventi una determinata concentrazione possono essere ottenute da una soluzione standard di bromato aggiungendo acido e un eccesso di bromuro:

BrO₃^– + 5 Br^–  + 6 H⁺ → 3 Br₂ + 3 H₂O

Il bromo è molto volatile pertanto la reazione deve essere condotta a bassa temperatura. L’eccesso di bromo può essere determinato per via iodometrica aggiungendo un eccesso di ioduro di potassio e titolando lo iodio prodotto con una soluzione di tiosolfato:

Br₂ + 2 I^– → 2 Br^– + I₂

Determinazione dell’arsenico e dell’antimonio.

L’arsenico o l’antimonio, se presenti come As(III) o Sb(III) possono essere determinati con il bromato secondo la reazione che, indicando con M l’arsenico o l’antimonio è la seguente:

2 KBrO₃ + 3 M₂O₃ + 2 HCl → 2 KCl + 3 M₂O₅ + 2 HBr

La presenza di stagno, di ferro o di rame inficiano la determinazione.

Determinazione dei fenoli.

I fenoli possono essere sostituiti rapidamente e quantitativamente con il bromo prodotto dalla reazione tra bromato e bromuro in soluzione acida. Nella determinazione il fenolo viene fatto reagire con un eccesso di bromato e bromuro. Il bromo prodotto reagisce con il fenolo secondo la reazione di bromurazione:

Quando la reazione è giunta a completezza l’eccesso di bromo viene determinato aggiungendo un eccesso di bromuro di potassio e retrotitolando lo iodio con una soluzione di tiosolfato.

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