Versuch: | Bestimmung der Konzentration von Anionen mit Hilfe
eines basischen Anionenaustauschers |
Schülerversuch; 20 min.
Vorbemerkung
Es werden Nitrat-Ionen aus einer Lösung gegen Hydroxid-Ionen ausgetauscht. Die
resultierende Lauge fließt aus der Austauschersäule aus. Ihre Konzentration wird
durch Titration ermittelt. Daraus kann die Konzentration der Nitrat-Ionen berechnet
werden.
Dieser Versuch zeigt nicht nur ein Verfahren zur Ermittlung der Konzentrationen von
ansonsten schwer bestimmbaren Anionen, sondern ist vor allem auch geeignet, die
Präzision zu demonstrieren, mit der der Ionenaustausch erfolgt.
Man sollte den Versuch anschließend auch mit einer für die Schüler zunächst unbekannten Lösung
von Natriumchlorid oder Kaliumnitrat durchführen.
Geräte
Weithals-Erlenmeyerkolben (300 ml), Bürette (50 ml), Chromatographiesäule mit
Hahn.
Chemikalien und Material
Stark basischer Ionenaustauscher (z. B. Amberlite(R) IRA-402; Merck),
Kaliumnitratlösung (c = 0,1 mol/l), Universalindikatorpapier, alkoholische
Methylrotlösung (F), Salzsäure (c = 0,1 mol/l) (Xi).
Durchführung
Die Säule kann ruhig ab und zu einmal trockenlaufen.
1 Anionenaustausch
Zunächst überführen wir den Anionenaustauscher, der in der Chlorid-Form geliefert
wird, in die weniger stabile OH--Form und waschen die Suspension mit destilliertem
Wasser neutral. Der Anionenaustauscher wird in die Chromatographiesäule eingefüllt.
Nun gibst du 25 ml der Kaliumnitratprobe auf den Austauscher und spülst mit ca. 100 ml
destilliertem Wasser so lange nach, bis die Lösung, die aus der Säule in den Weithals-Erlenmeyerkolben
fließt, wieder neutral geworden ist.
2 Titration der entstandenen Lauge
Gib zu der Lösung im Weithals-Erlenmeyerkolben etwas Methylrotlösung. Titriere mit
Salzsäure bis zum Farbumschlag.
Ermittle aus der ml-Zahl an zugegebener Säure die Konzentration der zum
Ionenaustausch vorgelegten Salzlösung.
c(Salzlösung) (mol/l) = Zugabe Salzsäure (ml) · c(HCl) (mol/l) / Volumen vorgelegter Salzlösung (ml)