Schülerversuch; 30 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Sicherheitshinweis:
Vorsicht! Bei diesem Versuch wird konzentrierte Schwefelsäure (C) erhitzt und anschließend mit Wasser verdünnt. Unbedingt unter dem Abzug mit Schutzbrille und Schutzhandschuhen arbeiten (Spritzgefahr!).

Geräte
Porzellanschale (d = 5 cm), Becherglas (200 ml), Erlenmeyerkolben (200 ml), Reagenzglas, Tropfpipetten, Rührstab aus Glas, Löffelspatel, Trichter, Filterpapier, Tiegelzange, Dreifuß, Bunsenbrenner.

Chemikalien
Tipp-Ex fluid ® (F), weiße Wandfarbe, konzentrierte Schwefelsäure (C), Wasserstoffperoxid-Lösung (w = 30 %, C), destilliertes Wasser.

Durchführung
In eine Porzellanschale werden 0,5 ml weiße Wandfarbe bzw. Tipp-Ex fluid ® gegossen. (Beim Nachweis mit Korrekturflüssigkeit sollte diese zuvor in der Schale einen Tag unter dem Abzug stehen, damit das entzündliche Lösungsmittel abdampfen kann.)
Zur Farbe fügt man dann 1 ml konzentrierte Schwefelsäure hinzu und rührt mit einem Glasstab um. Anschließend reduziert man die Mischung durch Erhitzen unter dem Abzug auf die Hälfte des Volumens. Hierbei muss die Mischung stark rauchen (Vorsicht! Atemgift!).
Die abgekühlte Mischung wird mit einem Löffelspatel in ein Becherglas überführt, mit 100 ml destilliertem Wasser suspendiert und anschließend in einen Erlenmeyerkolben filtriert.
1 ml des erhaltenen Filtrats versetzt man im Reagenzglas mit 8 Tropfen Wasserstoffperoxid-Lösung.

Beobachtung
Das graue Filtrat färbt sich nach Zugabe der Wasserstoffperoxid-Lösung gelb bis gelborange.

Auswertung
Beim Abrauchen von Titan(IV)-oxid mit konzentrierter Schwefelsäure entsteht Titan(IV)-sulfat, das mit Wasser eine Lösung von Titan(IV)-oxidsulfat bildet:

TiO₂ + 2 H₂SO₄ à Ti(SO₄)₂ + 2 H₂O

Ti(SO₄)₂ + H₂O à TiO(SO₄) + H₂SO₄

Titan(IV)-oxidsulfat-Lösung dient u. a. als Nachweisreagenz für Wasserstoffperoxid. Die gelborange Färbung der Lösung beruht auf der Bildung von Titan(IV)-peroxid-Kationen:

TiO ²⁺ + H₂O₂ à [Ti(O-O)] ²⁺ + H₂O

Titandioxid (TiO₂) wird als weißes Farbpigment in zahlreichen Dispersionsfarben, Lacken und Kunststoffen verwendet.

Hinweis
Zu weiteren Nachweisen klicke auch die Frage 1667 an.

Hintergründe zum Experiment