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Titanometrie
Inhalt
Allgemeine Informationen
Die verwendete Lösung dient als Reduktionsmittel (Ein Reduktionsmittel ist ein Element oder eine Verbindung, die bei einer redoxchemischen Reaktion ein Elektron an eine andere chemische Spezies verliert). Als Reduktionsmittel werden Ti3+ Lösungen eingesetzt. Das normale Potential der Ti3+-Ionen beträgt -0,04 Volt. Aus diesem Grund reagieren Ti3+ Lösungen bereits mit der Luftsäure. Das Redoxpotenzial (Reduktionspotenzial ist ein Maß für die Tendenz einer chemischen Spezies, Elektronen zu erwerben und dadurch zu reduzieren) einer Ti3+-Lösung hängt vom pH-Wert der Lösung ab. In sehr schwach sauren oder alkalischen Lösungen werden sogar Wasserstoffionen in der Wärme reduziert. Bei Raumtemperatur erfolgen die meisten Reduzierungen nur ausreichend schnell und mit niedrigem Säuregehalt. Bei Verwendung von sehr stark sauren Lösungen wird die Titration in der Regel bei erhöhter Temperatur (50-60 °C) durchgeführt. Mit Hilfe von Ti3+ Lösungen können zahlreiche Substanzen reduziert werden, z.B: Fe3+ Salze , Cu2+ Salze , Nitrate, Nitrite, Antimonate, Chromate, Perchlorate, Persulfate und andere Persalze, Edelmetalle (Ein Edelmetall ist ein seltenes, natürlich vorkommendes metallisches chemisches Element von hohem wirtschaftlichen Wert) Salze , organisches Nitro (Nitroverbindungen sind organische Verbindungen, die eine oder mehrere nitrofunktionelle Gruppen enthalten), Nitro
so (Nitroso bezieht sich auf eine funktionelle Gruppe in der organischen Chemie , die die NO-Gruppe an einen organischen Teil gebunden hat) und Azoverbindungen. Die Titanometrie hat praktische Bedeutung in der anorganischen Analyse zur Bestimmung von Fe3+-Ionen (Eisenerz) sowie in der organischen Analyse zur Bestimmung von Nitrogruppen und organischen Farbstoffen. Insbesondere ist sie der Permanganometrie (Permanganometrie ist eine der Techniken der quantitativen Analyse in der Chemie ) bei der Bestimmung kleiner Eisenmengen überlegen. Nach dem Abkühlen wird die Lösung mit kochendem Wasser auf 2-2¼ L verdünnt und in die mit Kohlendioxid gefüllte Vorratsflasche gestellt (Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas, das für das Leben auf der Erde lebenswichtig ist) (oder Wasserstoff (Wasserstoff ist ein chemisches Element mit chemischem Symbol H und Ordnungszahl 1). Diese ist sofort mit der Bürette und der Kippvorrichtung verbunden.
Die geschlossene Maschine bleibt nun für mindestens 24 Stunden stehen. Bleibt die Lösung vor saurer Materie geschützt, hält sie sich im Dunkeln recht gut. Es wird empfohlen, die Effizienz der Lösung häufiger zu überprüfen. Die so hergestellte Ti3+-Lösung weist eine Stoffkonzentration von etwa 0,02 mol/L auf. Die Einstellung erfolgt mit einer FeCl3-Lösung. Dazu werden ca. 28 g Eisenchlorid (Eisenchlorid, auch Eisenchlorid genannt, ist eine chemische Verbindung im industriellen Maßstab, mit der Formel FeCl3 und mit Eisen im Oxidationszustand +3) Hexahydrat in einem Liter Salzsäure (c = 2 mol/L) gelöst und der Gehalt durch Gewichtsanalyse bestimmt. 10 mL der Lösung werden in einem Erlenmeyerkolben (Ein Erlenmeyerkolben, auch bekannt als Kegel- oder Titrationskolben, ist eine Art Laborflasche mit flachem Boden, Kegelkörper und zylindrischem Hals) mit etwa einem Fünftel des Volumens an konzentrierter Salzsäure (Salzsäure ist ein Korrosionsmittel) gemischt, starke Mineralsäure mit vielen industriellen Anwendungen) und 2 mL Kalium- oder Ammoniumrhodanidlösung (w = 10%), erhitzt auf 60-80 °C und nach wiederholter Zugabe einer Spachtelspitze NaHCO3 oder besser titriert zur Entfärbung durch CO2-Eintrag. Um den Luftzugang einzuschränken, setzen Sie die Bürette (Eine Bürette ist ein Gerät der analytischen Chemie zur Abgabe variabler, gemessener Mengen einer chemischen Lösung) Spitze so weit wie möglich in den Kolbenhals ein und fügen Sie gegen Ende der Titration weiteres NaHCO3 hinzu (Titration, auch Titration genannt, ist eine gängige Labormethode der quantitativen chemischen Analyse , die zur Bestimmung der unbekannten Konzentration eines identifizierten Analyten verwendet wird) . Anstelle von Rhodanid (Thiocyanat ist das Anion[SCN]-) kann auch Methylenblau als Indikator verwendet werden. In diesem Fall hat die Flüssigkeit zunächst eine grüne Mischfarbe, wird kurz vor Erreichen des Endpunktes blau und schließlich nach Reduktion des Methylenblau (Methylenblau, auch Methylthioniniumchlorid genannt, ist ein Medikament und Farbstoff) farblos. Wenn E mg in der titrierten Flüssigkeit vorhanden ist und eine mL TiCl3-Lösung verbraucht wurde, entspricht 1 mL TiCl3 (Titanchlorid ist die anorganische Verbindung mit der Formel TiCl3) Lösung E/a mg Eisen. Sie wird daher nicht mehr gesondert ausgewiesen.