Titration

Messprinzip und Fähigkeiten

Titrationen sind eine gängige Analysetechnik in der Chemie, um die Konzentration einer Substanz in einer Lösung zu bestimmen.
Diese wird mit einem bekannten Volumen und einer bekannten Konzentration einer anderen Substanz (dem Titriermittel) umgesetzt, bis die Reaktion einen bestimmten Endpunkt erreicht. Das Grundprinzip der Titration ist die Stöchiometrie, die sicherstellt, dass eine bestimmte chemische Reaktion in einer quantitativ definierten Weise abläuft. Das Volumen des Titriermittels, das zum Erreichen des Endpunkts erforderlich ist, wird zur Berechnung der Konzentration des Analyten verwendet.

Messaufgaben / Anwendungsfelder

  • Säure-Base-Titrationen: Säure-Base-Titrationen werden verwendet, um die Konzentration von Säuren oder Basen in einer Lösung zu bestimmen. Zu den üblichen Anwendungen gehören die Bestimmung des Säuregehalts oder der Alkalität von Wasser, die Konzentration von Säuren in Lebensmitteln und die Analyse von Antazida.
  • Redox-Titrationen: Redox-Titrationen (Oxidations-Reduktions-Titrationen) beinhalten die Übertragung von Elektronen zwischen dem Analyten und dem Titriermittel. Sie werden verwendet, um die Konzentration von Reduktions- oder Oxidationsmitteln in einer Probe zu bestimmen. Zu den Anwendungen gehören die Analyse des Vitamin-C-Gehalts und die Bestimmung des gelösten Sauerstoffs in Wasser.
  • Präzipitationstitrationen: Präzipitationstitrationen beinhalten die Bildung eines festen Niederschlags, wenn der Analyt mit dem Titriermittel reagiert. Diese Technik wird verwendet, um die Konzentration von Ionen in einer Lösung zu bestimmen, beispielsweise von Chloridionen in Wasserproben.
  • Komplexometrische Titrationen: Bei komplexometrischen Titrationen kommt es zur Bildung eines Komplexes zwischen Analyt und Titriermittel, häufig unter Verwendung von Chelatbildnern (Liganden). Diese Titrationen werden verwendet, um die Konzentration von Metallionen wie Calcium und Magnesium in Wasser zu bestimmen.
  • Karl-Fischer-Titration: Die Karl-Fischer-Titration wird zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts in verschiedenen Materialien, einschließlich Pharmazeutika, Chemikalien und Lebensmitteln, eingesetzt.

Typische Probleme und Lösungen

  • Auswahl eines geeigneten Indikators: Die Auswahl eines geeigneten Indikators oder einer Endpunkterkennungsmethode ist entscheidend, um genaue Ergebnisse sicherzustellen. Einige Titrationen erfordern spezielle Indikatoren oder potentiometrische Elektroden.
  • Probenvorbereitung: Eine ordnungsgemäße Probenvorbereitung ist erforderlich, um sicherzustellen, dass der Analyt für die Titration in der richtigen Form vorliegt. Dies kann Verdünnung, Filtration oder Aufschluss umfassen.
  • Kalibrierung: Eine genaue Kalibrierung des Titrationsaufbaus, einschließlich der Titriermittelkonzentration, ist unerlässlich, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten.
  • Endpunkterkennung: Die Endpunkterkennung kann eine Herausforderung sein, insbesondere bei farblosen Reaktionen. Automatisierte Titrationssysteme und Indikatorelektroden können die Genauigkeit verbessern.
  • Störungen: Störende Substanzen oder Nebenreaktionen können die Genauigkeit der Titrationsergebnisse beeinträchtigen. Durch die richtige Methodenentwicklung und -validierung können Störungen gemindert werden.

Weiterführende Informationen

  • Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J. & Crouch, S. R. (2013). „Grundlagen der analytischen Chemie.“ Engagieren Sie das Lernen.
  • Harris, D. C. (2010). „Quantitative chemische Analyse.“ W. H. Freeman.
  • Vogel, A. I. & Jeffery, G. H. (1996). „Vogels Lehrbuch der quantitativen chemischen Analyse.“ Longman.

Autor

TBD – Hach/Metrohm

10. Oktober 2024 Wiki