Titration von Sulfat

 

© Thomas Kersten, Achim Meyer: Uni Marburg, Fachbereich Pharmazie (SS 1999)

 

 

Die Gehaltsbestimmung von Sulfat hat große praktische Bedeutung. Da uns die im Praktikum zu ab­solvierende gravimetrische Methode jedoch viel zu langsam und aufwendig erschien, machten wir auf die Suche nach einer einfacheren Variante. Nach intensiver Recherche stießen wir dann auf ein schon vor längerer Zeit entwickeltes (aber offenbar in Vergessenheit geratenes) Titrationsverfahren, das rasch und ausreichend ist, wenn man störende Kationen ausschließen kann.

Die Titration (Fällungstitration) wird in einem Gemisch von Wasser/ Methanol (etwa 50:50) bei pH 3,5 durchgeführt. Aus diesem Lösungsmittelgemisch fällt Sulfat (Bariumsulfat) als voluminöser Nieder­schlag mit hoher Adsorptionskraft, ganz im Gegensatz zu dem feinkristallinen Niederschlag in wäßri­ger Lösung. Die Indikatorwirkung setzt nämlich eine geeignete Form des Niederschlags voraus; in Wasser allein beobachtet man keinen Endpunkt. Als Indikator (Adsorptionsindikator) dient ein eigens entwickeltes Gemisch aus Alizarin S (Natriumalizarinsulfonat - eigentliche Adsorptionsreagenz) und Methylenblau (hier ein indifferenter Kontrastfarbstoff). Solange noch nicht ausgefälltes Sulfat in der Lösung vorliegt, ist die Analysenvorlage grün gefärbt. Beim ersten Überschuß an Barium schlägt die Lösung hingegen nach rosa um (Alizarin S lagert sich komplexometrisch an der Oberfläche des Ba­riumsulfat-Niederschlags an). Der Farbumschlag ist scharf und deutlich zu erkennen.

 

Ba2+ + SO42- à BaSO4:SO42- | 2Na+ (s)          [Titrationsreaktion vor EP]

 

Ba2+ + BaSO4 (s) + 2Indik - à BaSO4:Ba2+ | 2Indik - (s)          [Endpunktserkennung]

 

Bedauerlicher Weise führen einige (fremde) Kationen bei der hier beschriebenen Fällungstitration zu teilweise recht beträchtlichen Analysefehlern, da sie als Sulfat mit ausfallen, was zu einem Minderver­brauch von Barium(II)-Maßlösung führt, so daß natürlich viel zu niedrige Sulfatwerte ermittelt werden. Andere Metallionen stören wiederum durch Bildung farbiger Komplexe mit dem Indikator. Darüber hinaus können aber auch fremde Anionen als Bariumsalze fallen und führen so zu überhöhten Sulfat­mengen. Chlorid, Bromid und Perchlorat haben nur geringen Einfluß, wohingegen Nitrat unbedingt ausgeschlossen werden muß, da es viel zu hohe Analysenergebnisse verursacht.

Es sei in diesem Zusammenhang also ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Sulfattitration nicht zur Analyse der “Ionengemische“ geeignet ist!

 

 

Reagenzien:

 

1.         deionisiertes Wasser (ohne Verunreinigungen !!!), ggf. kaufen

2.         Methanol (gibt es in der Chemikalienausgabe)

3.         Bariumchlorid-Lösung, c = 0,05mol/l, pH = ~3,5 (Hinweis zur Herstellung: Es ergibt sich eine BaCl2- Lsg. mit pH = ~3,5, wenn sich die fehlende Flüssigkeitsmenge beim Auffüllen des Titrisols im 1l Meßkolben aus ca. 3,16 ml 0,1N HCl und x ml Aqua dest. zusammensetzt.)

4.         verdünnte Salzsäure (Hinweis zur Herstelung: 5ml 0,1N HCl auf 50ml, bzw. 10ml 0,1N HCl auf 100ml verdünnen)

5.         Alizarin S  &  Methylenblau (Alizarin S gibt es im 1. Semester, Methylenblau im 2. Semester; Hinweis zur Herstellung des Indikatorgemisches: 200 mg Alizarin S und 2 mg Methylenblau werden in 100 ml deionisiertem Wasser gelöst)

 

 

Durchführung:

 

1.       Pipettiere genau 10ml der Sulfat-Analysenlösung in einen 250ml- Erlenemyerkolben, füge unge­fähr 30ml destilliertes Wasser und 45ml Methanol hinzu und versetzte mit 4 Tropfen Indikator. Tropfe dann im Anschluß die verdünnte Salzsäure dazu, bis der Indikator nach grün umschlägt.

2.       Titriere rasch mit Bariumchlorid-Lösung bis etwa 90% der theoretisch erwarteten Menge an Maß­lösung zugegeben sind. (Feinbürette verwenden !!!) Gib dann 3-6 weitere Tropfen Indikator hinzu.

3.       Titriere tropfenweise weiter, wobei die Lösung im Kolben heftig geschüttelt wird. Wenn ein schwa­cher Anflug von violett auftritt, warte nach jeder Zugabe von Maßlösung etwa drei bis fünf Sekun­den. Als Endpunkt nimm das erste bleibende Auftreten eines Farbumschlags zu rosa! Zum Zweck der Mehrfachbestimmung wiederhole die Titration mit einer zweiten und dritten 10ml- Probe.