Praktikumsunterlagen

Chemisches Praktikum für Geowissenschaftler

Stand: Februar 2008

Bitte Fehler, Unstimmigkeiten sowie Änderungswünsche umgehend an die Assistenten durchgeben

oder hermann.mayer@uni-tuebingen.de

Die zitierten Literaturquellen: • Mortimer, Ch. E., Chemie, Thieme 1996 • Becker, H., Organikum, Wiley-VCH 1999 • Breitmaier, E., Jung, G., Organische Chemie I, Thieme 1994 • Breitmaier, E., Jung, G., Organische Chemie II, Thieme 1995 • Geckeler, K.E., Eckstein, H., Analytische und präparative Labormethoden, Vieweg 1987 • Hesse, M., Meier, H., Zeeh, B., Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie,

Thieme 1995 sind in der Lehrbuchsammlung der UB vorrätig

Vorbesprechungen Die Vorbesprechungen vor den Versuchen dienen dazu

• den Versuchsablauf zusätzlich zum geschriebenen Text auch verbal zu erläutern ;

• kurze Rückerinnerungen an die Theorie zu liefern, die zur Durchführung und Interpreta-tion der Versuche erforderlich ist ;

• eindringlich auf mögliche Gefährdungen durch Chemikalien und/oder Gerätschaften aufmerksam zu machen.

Um den Erfolg der Vorbesprechungen zu sichern, ist es erforderlich, daß Sie sich auf die Vorbesprechungen anhand der Praktikumsunterlagen und ggf. anhand der zitierten Litera-tur vorbereiten.

Vorbesprechungen sind keine Vorlesungen, sondern interaktive Veranstaltungen.

Bitte rechnen Sie also damit, daß Sie während der Vorbesprechungen zu den Inhalten des jeweiligen Versuchs und der zugehörigen Theorie befragt werden.

Sie sind im übrigen dazu aufgefordert, während der Vorbesprechungen und auch der Vor-lesungen Fragen zu stellen. Im Rahmen unserer Möglichkeiten werden diese entweder sofort, spätestens aber bei der folgenden Zusammenkuft beantwortet.

Die Anwesenheit bei Vorbesprechungen ist Pflicht.

Folgende Maßnahme wird zur Erhöhung der Sicherheit im Anorganischen und Organi-schen Praktikum für Diplombiologen eingeführt :

Teilnehmer, die zu Beginn oder während eines Versuchs nicht über Praxis und/oder Theo-rie des Versuchs informiert sind, haben die Laborräume zu verlassen, bis sie gegenüber einem Saalassistenten belegen können, daß sie ihr Informationsdefizit aufgeholt haben.

3

Führung der Protokollhefte • Zu jedem Versuch innerhalb des Chemischen Praktikums wird von jedem Praktikanten

ein eigenes Protokoll angefertigt.

hier

• Die Protokolle sind ausschließlich in ein Protokollheft einzutragen. Geheftete Lose-blätter werden nicht angenommen.

• Auf die Innenseite des Umschlags ist der Laufzettel einzukleben (bitte entnehmen Sie das Blatt auf der folgenden Seite) auf dem alle Themen aufgelistet sind. Ohne Laufzettel keine Korrektur.

• Für jedes neue Protokoll ist auf einer neuen Seite Ihres Protokollhefts zu beginnen.

• Als jeweils erste Protokollseite wird das Testatblatt für den jeweiligen Versuch einge-klebt (versehen mit der Unterschrift des aufsichtführenden Assistenten). Ohne Testat-blatt mit Unterschrift erfolgt keine Protokollkorrektur. Die Testatblätter für die anorgani-schen Versuche und für die organischen Versuche entnehmen Sie bitte diesen Prakti-kumsunterlagen,

• Auf dem Testatblatt sind alle die Daten aus dem Versuchsablauf einzutragen, die zur Erstellung des Protokolls notwendig werden (z.B. Meßwerte, wie Schmelzpunkt eines Syntheseprodukts, Grammausbeute, pH-Werte, Beobachtungen, wie „Blaufärbung bei NH3-Zugabe“ etc.).

• Im organischen Teil des Praktikums ist für jede Reaktion die durchgeführt wird der voll-ständige Mechanismus mit sauber gezeichneten Strukturformeln einzutragen, selbst wenn dies in der Versuchsbeschreibung nicht ausdrücklich gefordert sein sollte.

• Die Protokolle sind gut lesbar zu gestalten. Bei schlechter Heftführung erfolgt Rückgabe zur Nachbesserung. Insbesondere bei chemischen Formeln ist auf sorgfältige Schreib-weise zu achten.

• Die Abgabe der Protokolle muß immer am Tag nach dem Versuch erfolgen. Die korri-gierte Rückgabe erfolgt umgehend (spätestens folgender Tag, sofern nicht ausdrücklich anders angekündigt)

• Protokollhefte müssen - vollständig korrigiert - bei der Platzabgabe mit abgegeben werden. Bei verspäteter Abgabe ist die Korrektur erst im jeweils folgenden Semester möglich.

• Vordiplomszeugnisse werden nur bei abgegebenem, vollständig korrigiertem Protokoll-heft erteilt.

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Laufzettel

Name : Semester : Gruppe Nr. :

Versuch Testat Bemerkungen Anorganischer Teil

Löslichkeitsprodukt

Säure/Basen/Puffer N-Bestimmung (Kjeldahl) Cl-Bestimmung (Volhard)

Kolorimetrie

Heftkorrektur Dozent :

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Anorganische Versuche Name: Gruppe Nr.: Datum: Anorganische Versuche: Löslichkeitsprodukt Versuchsergebnisse (zur Auswertung im Protokollheft erforderliche Daten) Beobachtungen bei den KClO4 -Vorversuchen: Beobachtungen bei den CuCO3 -Vorversuchen: Vor

Leere Schale

Schale mit Lösung

Schale mit getrocknetem Rückstand

testat:

............ , .... g

............ , .... g

............ , .... g

pH-Wert der Mg(OH)2 - Lösung

............ , ....

Testat:

6 Name: Gruppe Nr.: Anorganische Versuche: Säure/Basen/Puffer Versuchsergebnisse (zur Auswertung im Protokollheft erforderliche Daten) Salzsäure Essigsäure Histidin Histidin

ml pH ml pH ml pH ml pH0,00 0,00 0,00 15,505,00 5,00 0,50 16,00

10,00 10,00 1,00 16,5015,00 15,00 1,50 17,0020,00 20,00 2,00 17,5021,00 25,00 2,50 18,0022,00 30,00 3,00 18,5023,00 35,00 3,50 19,0023,25 40,00 4,00 19,5023,50 45,00 4,50 20,0023,75 46,00 5,00 20,5024,00 47,00 5,50 21,0024,25 48,00 6,00 21,5024,50 49,00 6,50 22,0024,75 50,00 7,00 22,5025,00 51,00 7,50 23,0025,25 52,00 8,00 23,5025,50 53,00 8,50 24,0025,75 54,00 9,00 24,5026,00 55,00 9,50 25,0026,25 60,00 10,00 25,5026,50 10,50 26,0026,75 11,00 26,5027,00 11,50 27,0030,00 12,00 27,50

12,50 28,0013,00 28,5013,50 29,0014,00 29,5014,50 30,0015,00

Vortestat: Testat:

Umschlagspunkte/-bereiche:

7 Name: Gruppe Nr.: Anorganische Versuche: N-Bestimmung (Kjeldahl), Cl-Bestimmung (Volhard) Versuchsergebnisse (zur Auswertung im Protokollheft erforderliche Daten)

Verbrauch an Ammoniumthiocyanatlösung bei der Blindprobe ................... ml

Verbrauch an Ammoniumthiocyanatlösung bei der Chloribestimung .................. ml

Verbrauch an Natronlaugelösung bei der Ammoniakbestimung .................. ml

Vortestat: Testat:

8 Name: Gruppe Nr.: Anorganische Versuche: Kolorimetrie Versuchsergebnisse (zur Auswertung im Protokollheft erforderliche Daten) Lichtabsorptionsspektrum von Kobalt (II) chlorid (Daten):

? [nm] 380 405 430 455 480 505 530E

E

E

Wellenlänge mit maximaler Extinktion: .................... [nm]

ichkurve für Kobalt (II) chlorid bei der Wellenlänge mit maximaler Extinktion (Daten): Molarität 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1E

Extinktion der CoCl2-Lösung die aus dem Co-Komplex hergestellt wurde: E = ........

ichkurve für Molybdän (Daten): ml 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 20,0µg MoE

Extinktion der Fe(MoO)(SCN)5-Lösung die aus dem Mo-Proteid hergestellt wurde: E = .........

Vortestat: Testat:

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Löslichkeitsprodukt

1. Lernziele Arbeitstechniken: Filtrieren, Trocknen, Wägen, Anwendung des pH-Geräts

Theorie: Anwendung des Massenwirkungsgesetzes, Löslichkeitsprodukt.

2. Apparaturen Wasserbad mit Rührthermostat, pH-Meter

3. Chemikalien Kaliumperchlorat (gesättigt) KClO4 15 ml Kochsalzlösung (gesättigt) NaCl 2 ml Kaliumchloridlösung (gesättigt) KCl 2 ml Perchlorsäure 70%ig HClO4 3 Tropfen Kupferkarbonat CuCO3 0,5 g Kaliumperchlorat KClO4 Magnesiumoxid MgO Ammoniaklösung 25%ig NH3 Salzsäure, verdünnt HCl

4. Versuchsbeschreibung - Vorversuche a) Verteilen Sie die gesättigte KClO4-Lösung (je ca. 5 ml) auf drei Reagenzgläser. Zum ersten geben Sie 2 ml gesättigte Kochsalzlösung, zum zweiten 2 ml gesättigte Kaliumchlo-ridlösung und zum dritten einige Tropfen Perchlorsäure. Notieren Sie Ihre Beobachtungen ⇒ ins Testatblatt.

Versuchen Sie, eine Spatelspitze (ca. 0,5 g) Kupferkarbonat in 10 ml dest. Wasser zu lö-sen. Würde es sich tatsächlich in nennenswertem Umfang lösen, müßte die blaue Farbe hydratisierter Cu2+ Ionen ([Cu (H2O)4]2+) auftreten. Verteilen Sie die gut aufgeschüttelte Aufschlämmung auf zwei Reagenzgläser und versetzen Sie die eine Probe mit Ammoniak-lösung, die andere mit verdünnter Salzsäure. Notieren Sie alle Ihre Beobachtungen ⇒ ins Testatblatt.

5. Versuchsbeschreibung - Quantitative Versuche a) Löslichkeitsprodukt von Kaliumperchlorat

Es werden für diesen Versuch zwei Glaswannen mit Thermostat für je drei Gruppen zur Verfügung gestellt. Eine Wanne wird, gefüllt mit destilliertem Wasser, mit Hilfe des Rührthermostats auf 50°C eingestellt, die zweite auf 30°C. Hängen Sie in das 50° warme Wasser einen Erlenmeyerkolben (ca. 100 ml) in den Sie zuvor ca. 5 g KClO4 und ca. 50 ml Wasser eingefüllt haben. Versuchen Sie unter mehrmaligem Umschütteln des Kolbens eine bei 50°C gesättigte Lösung von KClO4 herzustellen.

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Es muß noch Bodenkörper vorhanden sein, sonst müssen Sie nochmals festes KClO4 zu-fügen. Anschließend überführen Sie den Erlenmeyerkolben in das zweite Wasserbad, das auf genau 30°C eingestellt wurde (Thermometer!).

Im 30° - Bad belassen Sie den Erlenmeyerkolben etwa 30 Minuten unter gelegentlichem Umschütteln. Wenn Sie ihn so einspannen wie im Bild dargestellt, können Sie ihn mit dem Stativ bewegen. Ist vollständiger Temperatur- und Lösungs-ausgleich eingetreten, wird durch einen vorgewärmten Glastrichter (80°C – Vorsicht!) mit Faltenfilter rasch abfilt-riert. Das Filtrat wird in einer trockenen, gewogenen Porzel-lanschale (X,XX Gramm ⇒ ins Testatblatt) aufgefangen. Dazu wird die Porzellanschale in ein Eisbad gestellt. Wäh-rend der Filtration soll sich die Lösung nicht durch begin-

nende Kristallisation auf dem Filter in ihrer Zusammensetzung ändern (daher Trichter vor-wärmen) und der Wasseranteil des Filtrats soll sich nicht durch Verdunsten ändern (daher

Porzellanschale kühlen). Ein Auskristallisieren in der Schale ist natürlich ohne Belang.

Die abfiltrierten Proben werden unverzüglich genau gewo-gen (Y,YY Gramm ⇒ ins Testatblatt). Trocknen Sie die Por-zellanschale vorher außen ab. Anschließend wird auf dem Wasserbad (Becherglas mit dest. Wasser) eingedampft. Zur

Entfernung von Restwasser wird die außen abgetrocknete Schale im Trockenschrank bei 80°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und anschließend gewogen (Z,ZZ Gramm ⇒ ins Testatblatt). Der Gewichtsverlust ist gleich der Wassermenge, das Gewicht des Rückstands entspricht dem des ursprünglich in diesem Wasser gelösten Kaliumperchlorat.

11b) Löslichkeitsprodukt von Magnesiumhydroxid

In einem gut verschlossenen Erlenmeyerkolben (250 ml) bringen Sie 1 g Magnesiumoxid mit leicht drehenden Bewegungen in 100 Millilitern dest. Wasser zum Teil in Lösung. Das Magnesiumoxid setzt sich dabei mit Wasser zu Mg(OH)2 um

MgO + H2O ⇄ Mg(OH)2

Mg(OH)2 ⇄ Mg2+ + 2 OH- Dieses wiederum löst sich bis zum Sättigungsgleichgewicht.

Zu heftiges Schütteln führt unter Aufnahme des Kohlendioxids der Luft zu folgender Ne-benreaktion:

CO2 + H2O ⇄ HCO3- + H+ ⇄ H2CO3

Mg(OH)2 + H2CO3 ⇄ MgCO3 + 2 H2O

In der durch Absitzenlassen einigermaßen geklärten Lösung bestimmen Sie mit Hilfe eines pH-Geräts mit Glaselektrode den pH-Wert ⇒ ins Testatblatt eintragen.

Unter der nicht ganz zutreffenden Voraussetzung, daß das gelöste Mg(OH)2 vollständig in seine Ionen zerfallen ist, läßt sich aus dem gemessenen pH das Löslichkeitsprodukt L nach der Formel

pL = 3 pOH + 0,3

berechnen. Bedienungsanleitung des Beckman pH-Meters

Eichung des Geräts: • pH-Elektrode am Gerät einstecken. • Elektrode aus der Aufbewahrungslösung entnehmen und mit dest. Wasser abspülen;

anschließend abschütteln. • Aufbewahrungslösung beiseite stellen; nichts verschütten! • Schalter « » und « C » nacheinander drücken. • Elektrode in den pH 4 Puffer eintauchen. • Schalter « pH »“ und « STD » drücken; abwarten bis die Anzeige « » nicht mehr

blinkt. • Elektrode aus dem Puffer nehmen und mit dest. Wasser abspülen ; abschütteln. • Elektrode in den pH 10 Puffer eintauchen. • Schalter « STD » drücken und warten, bis « » nicht mehr blinkt. Das Gerät ist jetzt

geeicht bis es wieder ausgeschaltet wird. Messung : • Elektrode mit dest. Wasser abspülen, abschütteln, dann in die zu messende Lösung

eintauchen. • Schalter »pH » drücken, warten, bis « » nicht mehr blinkt und den pH-Wert ablesen. Bitte beachten : • Die Glasmembran ist sehr bruchempfindlich (Stärke 0,2 – 0,5 mm). Wenn Sie eine

Eichpufferlösung bzw. eine Lösung während der Titration rühren, müssen Sie die Ge-schwindigkeit des Magnetrührers regeln, bevor Sie die Elektrode in die Lösung tau-chen. Ein in der Lösung umherspringender Rührkern könnte die Glasmembran zer-schlagen.

• Nach jeder Messreihe die Elektrode mit dest. Wasser gründlich abspülen.

12• Solange nicht gemessen wird, sollte die Elektrode in dest. Wasser eintauchen,

damit die Glasmembran nicht austrocknet ! • Nachdem alle Messungen abschlossen sind, die Elektrode wieder in das mit Aufbe-

wahrungslösung gefüllte Gefäß eintauchen und das Gefäß ggf. dicht verschließen. Folgende Störungen können bei der pH-Messung auftreten: • Die Anzeige des pH-Meters kommt nur sehr langsam zur Ruhe. Dies kann durch Alte-

rung, durch eine verschmutzte Meßkette, durch statische Aufladung der Elektrode oder durch unterschiedliche Temperatur zwischen Meßkette und Pufferlösung bedingt sein. Abhilfe kann hier leichtes Rühren schaffen.

• Die Eichung ist falsch oder gar nicht erst möglich. Fehlerquellen können hier sein: Eine fehlerhafte oder mehrfach verwendete Pufferlösung, Verschmutzung oder sonstige Störungen am Diaphragma bzw. am Bezugssystem, eine stark gealterte Meßkette oder ein Kabelbruch an der Zuleitung.

• Verständigen Sie auf jeden Fall Ihren Assistenten, wenn Sie Probleme bei der Eichung Ihrer Elektrode haben.

6. Aufgaben 1. Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen bei den Vorversuchen. Erläutern Sie die Ergeb-

nisse unter Anwendung des Massenwirkungsgesetzes. Bitte geben Sie auch bei Reak-tionen die zugrundeliegenden Reaktionsgleichungen an.

2. Leiten Sie aus L = [Mg2+] [OH-]2 die oben angegebene Formel zur Berechnung des Löslichkeitsprodukts von Mg(OH)2 aus dem gemessenen pH-Wert ab.

3. Wie groß ist pL für Mg(OH)2?

4. Berechnen Sie die molare Löslichkeit (Löslichkeit in Mol pro Liter) von Mg(OH)2 aus dem gemessenen pH-Wert (besser gesagt pOH-Wert).

5. Wird die wahre Löslichkeit (in Mol / Liter) größer oder kleiner sein als die unter Ver-nachlässigung des Gleichgewichtes Mg(H2O)n

2+ + OH- ⇄ (Mg(H2On-1OH)+ + H2O bestimmte?

6. Berechnen Sie das Löslichkeitsprodukt von KClO4 bei 30°C aus den Ergebnissen des Versuchs.

7. Eine gesättigte Lösung von Calciumsulfat (CaSO4) enthält bei 20°C 0,68 Gramm Cal-ciumsulfat in 500 Millilitern Lösung. Wie groß ist das Löslichkeitsprodukt von CaSO4?

8. Erläutern Sie anhand einer übersichtlichen Zeichnung die Funktionsweise einer pH-Glaselektrode.

7. Literatur Mortimer, Ch. E., Chemie, 6. Auflage, Thieme Stuttgart, S. 318 – 324; 369

Geckeler, K.E., Eckstein, H., Analytische und präparative Labormethoden, Vieweg 1987, S. 449-454

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8. Gefährdungspotentiale - Entsorgung Kaliumperchlorat (gesättigt), Kaliumperchlorat (fest): Mit brennbaren Stoffen explosionsfä-hig, beim Verschlucken gesundheitsschädlich. Nach Hautkontakt mit reichlich Wasser ab-waschen; nach Augenkontakt 15 Minuten bei gespreizten Lidern unter fließendem Wasser mit Augendusche ausspülen. Augenarzt konsultieren! Nach Verschlucken viel Wasser trin-ken, Erbrechen auslösen, Arzt hinzuziehen. Entsorgung: Lösung in Sammelbehälter SÄUREGEMISCH; Festsubstanz in Sammelbehälter FILTER- u. AUFSAUGMASSEN. Natriumchlorid (Kochsalz): Reizt die Augen. Bei Berührung mit den Augen sofort mit Was-ser abspülen. Entsorgung: Mit Wasser verdünnt in den Abguß. Perchlorsäure 70%ig: Die reine Säure explodiert über 75oC! Explosionsgefahr auch mit leicht oxidierbaren oder wasserentziehenden Substanzen (u.a. Alkohole, Nitrile, Ether). sowie mit Metallen und Holz. Perchlorsäure zerstört als starkes Oxidationsmittel lebendes Gewebe heftig. Inhalation von Dämpfen führt zu Reizzuständen der Luftwege. Nach Haut-kontakt sofort mit viel Wasser abwaschen, abtupfen mit Polyethylenglykol 400 (Bereithal-ten). Arzt! Nach Augenkontakt mit viel Wasser mindestens 15 Minuten bei geöffnetem Lid-spalt ausspülen. Augenarzt. Nach Einatmen Frischluft. Arzt! Nach Verschlucken viel Was-ser trinken, Erbrechen nicht auslösen. Keine Neutralisationsversuche. Sofort Arzt! Entsorgung: Perchlorsäure zuerst mit Wasser verdünnen, dann vorsichtig mit NaOH neutralisieren, Lösung in Sammelbehälter SÄUREGEMISCH. Kupferkarbonat: Entsorgung: Festsubstanz in Sammelbehälter FILTER- u. AUFSAUG-MASSEN. Magnesiumoxid: Entsorgung: Haushaltsabfälle Ammoniak konz.: Reizt die Augen, die Atmungsorgane und die Haut; Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen; Bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspü-len und Arzt konsultieren; Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH nach vorheri-gem Verdünnen und neutralisieren auf pH 6-8 mit Salzsäure, bei zu entsorgenden Mengen von mehr als 10ml Assistent benachrichtigen!

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Säure/Basen/Puffer

1. Lernziele Arbeitstechniken: Titration

Theorie: Titrationskurven, Brönstedt’sche Säure-Basen-Theorie, pH-Wert mit Berechnun-gen, Wirkungsweise von Indikatoren, Puffersysteme

2. Apparaturen

100 ml

25 ml

pH - Meter

Bürette: 0,1 molare Natronlauge

Vorlage: 0,1 molare Salzsäure3 Tropfen IndikatorMethylrot/Bromkresolgrün

Beispiel: Titration von 0,1 N HCl mit 0,1 N NaOH

Erlenmeyer 100 ml Weithals Erlenmeyer 250 ml Weithals 25 ml Vollpipette Bürette 25 ml Magnetrührer mit Rührfisch pH-Gerät

3. Chemikalien 0.1 N Salzsäure HCl 25 ml 0,1 N Natronlauge NaOH ca. 100 ml 0,1 N Essigsäure CH3COOH 50 ml Histidinlösung 25 ml Phenolphthaleinlösung einige Tropfen Methylrot/Bromkresolgrünlösung einige Tropfen

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4. Versuche a) Titration einer starken Säure (Salzsäure) mit einer starken Lauge

Salzsäure, als starker Elektrolyt, ist vollständig dissoziiert in H+- Ionen und Cl- -Ionen. Ähn-lich starke Elektrolyten sind Salpetersäure und Schwefelsäure. Nachdem vollständige Dissoziation vorliegt, gilt:

pH = -log [H+] = - log [HCl]

Durchführung:

Bauen Sie die unter Nr. 2 geschilderte Apparatur auf. Füllen Sie 0,1 N NaOH in die tro-ckene Bürette, nachdem Sie vorher das Küken (den drehbaren Hahn) auf Gängigkeit ge-prüft haben und ihn ggf. gereinigt und mit Schlifffett gefettet haben. Eichen Sie das pH-Gerät auf pH 7,0 und anschließend auf pH 4,0. Überführen Sie mit einer 25 ml Meßpipette 25,0 ml 0,1 N HCl-Lösung in einen 100 ml - Weithalserlenmeyerkolben. Versetzen Sie mit drei Tropfen Indikator Methyl-rot/Bromkresolgrün (Umschlagspunkt von orangerot auf gelbgrün). Messen und notieren Sie zunächst den Ausgangs-pH-Wert. Geben Sie anschließend definierte Mengen 0,1 N NaOH zu und messen und notieren Sie jeweils den pH-Wert.

4 x 5,00 ml,

3 x 1,00 ml,

16 x 0,25 ml,

1 x 3,00 ml.

Notieren Sie parallel dazu den Umschlagspunkt des Indikators.

b) Titration einer schwachen Säure (Essigsäure) mit einer starken Lauge

Verwenden Sie dieselbe Versuchsanordnung, wie bei Versuch a). Verwenden Sie jedoch als Vorlage einen mit 50,0 ml 0,1 N Essigsäure (zwei Mal 25,0 ml mit der Vollpipette) ge-füllten 250 ml - Weithalserlenmeyerkolben. Geben Sie zwei Milliliter Phenolphthaleinlösung als Indikator zu. Messen und notieren Sie zunächst den Ausgangs-pH-Wert. Geben Sie anschließend definierte Mengen 0,1 N NaOH zu und messen und notieren Sie jeweils den pH-Wert.

9 x 5,00 ml,

10 x 1,00 ml,

1 x 5,00 ml.

Notieren Sie parallel dazu den Umschlagspunkt des Indikators.

c) Titration eines Ampholyten (Histidin) mit einer starken Lauge

Verwenden Sie dieselbe Versuchsanordnung, wie bei Versuch a). Überführen Sie mit einer 25 ml Meßpipette 25,0 ml der ausstehenden Histidin HCl-Lösung in einen 100 ml - Weithalserlenmeyerkolben. Die Lösung wird mit 0,5 ml - Portionen einer 0,1 N NaOH

16titriert, bis etwa der pH-Wert 11,5 erreicht ist. Messen und notieren Sie zunächst den Ausgangs-pH-Wert und notieren Sie nach jeder Zugabe den sich einstellenden pH-Wert.

5. Aufgaben 1. Erläutern Sie die Begriffe „Konzentration“ und „Aktivität“. Erklären Sie den Unterschied

zwischen „Normalität“ und „Molarität“ am Beispiel einer 3 molaren Schwefelsäure.

2. Zeichnen Sie die Titrationskurve der Titration von 0,1 N Salzsäure mit 0,1 N Natronlau-ge unter Verwendung der beiliegenden Millimeterpapiervorlage. Tragen Sie den Um-schlagsbereich des Indikators ein. Ermitteln Sie näherungsweise graphisch den Wen-depunkt der Titrationskurve (Äquivalenzpunkt).

Mittelparallele

Äquivalenzpunkt

3. Zeichnen Sie die Titrationskurve der Titration von 0,1 N Essigsäure mit 0,1 N Natron-

lauge unter Verwendung der beiliegenden Millimeterpapiervorlage. Tragen Sie den Umschlagsbereich des Indikators ein. Ermitteln Sie näherungsweise graphisch den Wendepunkt der Titrationskurve (Äquivalenzpunkt). Ist der verwendete Indikator Phenolphthalein für diese Titration geeignet?

4. Berechnen Sie den pKS von Essigsäure unter a) Verwendung des Start-pH-Werts b) Verwendung des pH-Werts der sich einstellt bei Zugabe der halben Natronlauge-menge die bis zum Erreichen des Äquivalenzpunkts erforderlich war (aus Ihrer Gra-phik!) c) Verwendung des pH-Werts am Äquivalenzpunkt (aus Ihrer Graphik!).

5. Berechnen Sie den pH-Wert am Äquivalenzpunkt (Vorsicht: Verdünnung!) und verglei-chen Sie ihn mit dem graphisch ermittelten. Verwenden Sie den unter 4 b) ermittelten pKS-Wert.

6. Berechnen Sie den pH-Wert einer 0,1 N Natriumacetatlösung. Verwenden Sie den un-ter 4 b) ermittelten pKS-Wert.

7. Zeichnen Sie die Titrationskurve der Titration der Histidin.HCl-Lösung mit 0,1 N Natron-lauge unter Verwendung der beiliegenden Millimeterpapiervorlage.

178. Wie viele Mol (bzw. mMol) Hydroxylionen konnten Sie bei der

Titration der Histidin.HCl-Lösung bei pH 6,0, bei pH 7,0 und bei pH 7,6 zusetzen, bis der Wert um jeweils eine pH-Einheit stieg?

6. Literatur Mortimer, Ch. E., Chemie, 6. Auflage, Thieme Stuttgart, S. 229 – 235; 293 -316

7. Gefährdungspotentiale - Entsorgung Überschüsse der eingesetzten Lösungen 0,1 N HCl, 0,1 N NaOH, 0,1 N CH3COOH sowie die Histidinlösung können über die Kanalisation entsorgt werden.

18Titration von 0,1 N HCl mit 0,1 N NaOH

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 ml

pH 14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Zugabe von 0,1 N NaOH

19Titration von 0,1 N CH3COOH mit 0,1 N NaOH

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 ml

pH 14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Zugabe von 0,1 N NaOH

20

Titra

tion

eine

r His

tidin

lösu

ng m

it 0,

1 N

NaO

H

pH 14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

13

45

67

82

910

1112

1314

1516

1718

1920

2122

2324

2526

2728

2930

Milli

liter

0,1

N N

aOH

21

Chlorid-Bestimmung im Kobaltkomplex [Co(NH3)xCly]Clz

1. Lernziele Arbeitstechnik: Rücktitration

Theorie: Komplexchemie

2. Chemikalien Silbernitratlösung 0,01 normal AgNO3 52 ml Ammoniumthiocyanatlösung 0,01 normal NH4SCN ca. 50 ml Eisen(III)ammoniumsulfatlösung NH4Fe(SO4)2 Salpetersäure konz. HNO3

3. Einführung Komplexe dissoziieren in Wasser in das mit den Liganden koordinierte Ion (häufig ein Ka-tion) und die Gegenionen (häufig Anionen). Für einen Co(III)Komplex der allgemeinen Zu-sammensetzung [CoL6]Xn mit L = Ligand und X = Anion ergeben sich in Lösung insgesamt (n+1) Ionen, was sich durch Leitfähigkeitsmessungen nachweisen läßt. In der folgenden Tabelle ist dies für die wichtigsten Kobaltamminkomplexe dargestellt.

Zahl der Ionen Komplex Kation Anionen

n + 1 [CoL6]Xn H2O 1 [CoL6]n+ + n X-

2 [Co(NH3)4Cl2]Cl H2O 1 [Co(NH3)4Cl2]+ + 1 Cl-

3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 H2O 1 [Co(NH3)5Cl]2+ + 2 Cl-

4 [Co(NH3)6]Cl3 H2O 1 [Co(NH3)6]3+ + 3 Cl-

4 [Co(NH3)5H2O]Cl3 H2O 1 [Co(NH3)5H2O]3+ + 3 Cl-

Nur die ionisch gebundenen Chloridionen, also die Gegenionen zum positiv geladenen Komplexion, lassen sich mit Silbernitratlösung sofort als Silberchlorid ausfällen. AgNO3 + Cl- → AgCl ↓ + NO3

-

Die an das Zentralatom gebundenen Chloridionen sind dagegen nur sehr langsam (Tage), nach Austausch gegen andere mögliche Liganden, verfügbar und dann als AgCl fällbar.

Folgende Methode zur Bestimmung des ionisch gebundenen Chlorids wird im heutigen Versuch eingesetzt: Man versetzt die Lösung des Kobaltkomplexes mit einem definierten Überschuß an Silbernitratlösung bekannter Konzentration und damit auch bekannter Men-ge und filtriert das ausgefallene Silberchlorid ab. Anschließend werden die überschüssi-gen, nicht umgesetzten Silberionen nach der Methode von Volhard mit Ammoniumthiocy-anat unter Zusatz von Eisen(III)ionen als Indikator zurücktitriert:

Ag+ + Cl- → AgCl ↓ (weißer Niederschlag)

22 Ag+ + SCN- → AgSCN ↓ (weißer Niederschlag)

Der Äquivalenzpunkt wird durch die Bildung von rotbraunem Fe(SCN)3 sichtbar gemacht. Erst wenn alle Silberionen der Lösung als schwerlösliches Silberthiocyanat ausgefällt sind, kann auch das leicht lösliche rotbraune Fe(SCN)3 gebildet werden:

Fe3+ + 3 SCN- → Fe(SCN)3 (rotbraun)

4. Versuchsbeschreibung a) Durchführung einer Blindprobe (ohne Chlorid)

Geben Sie mit der Meßpipette 2,0 Milliliter 0,01 N Silbernitratlösung in ein Becherglas und fügen Sie einige Tropfen Eisen(III)ammoniumsulfatlösung in 5 ml Wasser hinzu. Titrieren Sie unter Rühren (Rührfisch) mit 0,01 N Ammoniumthiocyanatlösung bis zum Äquivalenz-punkt. Beim Eintropfen der Ammoniumthiocyanatlösung bildet sich (nur jeweils kurzfristig sichtbar) auch braunes Eisenthiocyanat das jedoch sofort der Bildung des wesentlich sta-bileren schwer löslichen Silberthiocyanats weicht. Erst wenn alle Silberionen verbraucht sind, bleibt die Rotbraunfärbung bestehen. Der Endpunkt der Titration ist erreicht.

Notieren Sie den und vergleichen Sie, ob der experimentell bestimmte Äquivalenzpunkt mit dem theoretischen (2,0 ml Ammoniumthiocyanatlösung) übereinstimmt.

b) Quantitative Analyse des ionisch gebundenen Chlorids im Kobaltkomplex

Von dem dargestellten und getrockneten Kobaltkomplex werden vom Assistenten 25,0 mg (Molmasse des Komplexes 250 g/Mol) in ein Schnappdeckelgläschen eingewogen. Lösen Sie den Komplex in ca. 25 Milliliter dest. Wasser und fügen Sie etwa 1 Milliliter konzentrier-te Salpetersäure zu (Vorsicht! HNO3 ist stark ätzend; Schutzhandschuhe und Schutzbrille tragen). Danach werden 50,0 Milliliter (2 Mal 25 Milliliter mit der Vollpipette) 0,01 N Silber-nitratlösung einpipettiert. Die Pipette muß dabei sauber und trocken sein und Sie müssen darauf achten, daß sie vollständig abläuft (nicht ausblasen).

Dann wird geschüttelt und anschließend der Silberchloridniederschlag abfiltriert. Der Nie-derschlag wird zwei mal mit jeweils 5 Millilitern destilliertem Wasser nachgewaschen und das Filtrat in einen 100 Milliliter Meßkolben überführt, der dann exakt bis zur Marke mit destilliertem Wasser aufgefüllt wird. Mit der Vollpipette werden 50,0 Milliliter dieser Lösung (also die Hälfte) in ein Becherglas überführt und einige Tropfen Eisen(III)ammonium-sulfatlösung zugegeben. Danach titriert man unter Rühren die Ag+-Ionen mit 0,01 N Am-moniumthiocyanatlösung zurück. Der Endpunkt kann, wie bei der Blindprobe beschrieben, erkannt werden. Notieren Sie ins Protokollheft den Verbrauch an Ammoniumthiocyanatlö-sung (in Millilitern).

5. Aufgaben 1. Berechnen Sie, wieviel Chlorid ausgefällt wurde (in mmol und in mg). Multiplizieren Sie

dazu den Ammoniumthiocyanatverbrauch mit 2 (nur die Hälfte der Lösung aus dem 100 ml Meßkolben wurde verwendet). Da 1 Milliliter 0,01 N Ammoniumthiocyanatlö-

23sung mit genau 0,01 mmol Silbernitrat reagiert, ergibt sich für die zur Fällung der Chloridionen notwendige Menge an Silbernitrat: y ml = 50 ml – 2 * titrierte ml NH4SCN

1 ml 0,01 N AgNO3 = 0,01 mmol AgNO3 die mit 0,01 mmol Chloridionen reagieren,

y ml 0,01 N AgNO3 = y * 0,01 mmol Chloridionen.

2. Berechnen Sie, wieviel mmol Co-Komplex eingewogen wurden.

3. Berechnen Sie das Verhältnis ionisches Chlorid / Co-Komplex und machen Sie eine Aussage über die Zusammensetzung des Komplexes [Co(NH3)xCly]Clz. Beachten Sie dabei, daß x + y = 6 ist und y + z = 3.

6. Literatur Titration: Mortimer, Ch. E., Chemie, 6. Auflage, Thieme Stuttgart, S. 234 - 240

Komplexchemie: Mortimer, Ch. E., Chemie, 6. Auflage, Thieme Stuttgart, S. 510 - 527

7. Gefährdungspotentiale – Entsorgung Salpetersäure konz.: Verursacht schwere Verätzungen; darf nicht in die Hände von Kin-dern gelangen; Dampf nicht einatmen; bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren; beschmutzte getränkte Kleidung sofort ausziehen; Ent-sorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH nach vorherigem Verdünnen neutralisieren auf pH 6-8 mit Natronlauge, bei zu entsorgenden Mengen von mehr als 10ml Assistent benachrichtigen! Silbernitrat: Verursacht Verätzungen; darf nicht in die Hände von Kindern gelangen; bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren; über-schüssiges Reagens dem Saalassistenten zurückgeben Reste der Ammoniumthiocyanatlösung und von Eisen(III)ammoniumsulfat werden über den Sammelbehälter SÄUREGEMISCH entsorgt.

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Ammoniak-Bestimmung im Kobaltkomplex [Co(NH3)xCly]Clz

1. Lernziele Arbeitstechnik: Aufbau einer Kjeldahl-Destillationsapparatur (Wasserdampfdestillation) Theorie: Qualitativer und quantitativer Nachweis von Ammoniak

2. Chemikalien Salzsäurelösung 0,1 normal HCl 100 ml Natronlaugelösung 0,1 normal NaOH < 100 ml Ammoniumchlorid NH4Cl ca. 1 g Natronlauge fest NaOH 2 Plätzchen Natronlauge 40%ig NaOH 20 ml Indikator Bromkresolgrün/Methylrot einige Tropfen NH3-Teststäbchen Salzsäure konzentriert HCl 2 ml Ammoniak konzentriert NH3 2 ml Kobaltkomplex [Co(NH3)xCly]Clz250 mg

3. Apparatur

Schlauch

klemme 1

T-St

ück

Heizplatte

Schlauchklemme 2

Kjeldahlkolbenmit Komplexeinwaage und Natronlauge

0,1 N HCl

Schliffklemme 1Schliffklemme 2

4. Einführung Das Ammoniak-Kation NH4

+ wird zusammen mit den Alkalikationen in der qualitativen Analytik der sogenannten löslichen Gruppe zugeordnet.

Die meisten Nachweisreaktionen für das NH4+-Kation beruhen darauf, daß aus Ammoni-

umsalzen mit starken Basen Ammoniak (NH3) freigesetzt wird.

NH4Cl + NaOH NH3 + H2O + NaCl

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5. Versuche a) Nachweis von Ammoniak mit Teststäbchen

Die Teststäbchen sind mit K2HgI4 getränkt. In Gegenwart von Ammoniak und starken Ba-sen (ebenfalls auf dem Teststäbchen) färbt sich dieses je nach NH3-Konzentration durch Bildung von (Hg2N)I gelb bis braun:

2 K2HgI4 + 3 NaOH + NH3 (Hg2N)I . H2O + 2 H2O + 4 KI + 3 NaI

b) Kreuzprobe

1 g NH4Cl wird in 10 mI dest. Wasser gelöst und mit 2 NaOH-Plätzchen versetzt. Dabei tritt ein intensiver NH3-Geruch auf (Abzug! !). Man bedeckt das Gefäß mit einem Uhrglas. auf das kreuzweise angefeuchtetes pH-Papier aufgebracht wurde, wobei man einen Strei-fen auf der Unterseite des Uhrglases anbringt und den anderen zum Vergleich auf der Oberseite. Der Streifen auf der Unterseite färbt sich dabei blau.

c) Nebelbildung mit HCl

Ein Glasstab wird in Salzsäure getaucht, so daß ein Tropfen hängen bleibt. Hält man nun diesen Glasstab über Ammoniak, bilden sich weiße Nebel.

d) Quantitativer NH3-Nachweis: Kjeldahl-Destillation

Sie sollen den Ammoniakgehalt des selbst dargestellten Co Komplexes [Co(NH3)xCly]Clz

bestimmen. Bauen Sie dazu die unter 2. beschriebene Versuchsanordnung auf. Erhitzen Sie das destillierte Wasser in der halb gefüllten Kupferkanne zum Sieden. (Schlauch-klemme 1: zu; Schlauchklemme 2: offen). Füllen Sie dann mit einem Trichter den vom As-sistenten abgewogenen Co-Komplex (250 mg, großes Schnappdeckelglas) in den Kjel-dahlkolben ein. Geben Sie anschließend über die Schlifföffnung 20 mI 40% NaOH zum Zerstören des Komplexes hinzu und schließen Sie sofort den Zuleitungsschlauch an. Trei-ben sie nun das sich bildende NH3 im Wasserdampfstrom über den seitlichen Kühler in den Titrierkolben, der mit exakt 100 mI 0,1N H CI gefüllt ist (Schlauchklemme 1: offen; Schlauchklemme 2: zu). Das Ende des Kühlers muß dabei tief in die HCI eintauchen!! Die Natronlauge setzt als starke Base die schwache Base NH4OH bzw. NH3 + H2O frei, der Wasserdampf sorgt dafür, daß NH3 immer wieder aus dem Zersetzungsgleichgewicht ent-fernt wird, so daß die Reaktion vollständig abläuft. Es verbleibt Co(OH)3 im Kjeldahlkolben.

Zur Reaktionskontrolle werden bereits zu Beginn 3-4 Tropfen Indikator (eine ethanolische Lösung von Bromkresolgrün und Methylrot steht aus) in die Vorlage (Erlenmeyer) gege-ben. Nachdem das Volumen in der Vorlage um ca. 200 mI zugenommen hat, können Sie die Wasserdampfdestillation abbrechen (Laborboy herunterdrehen und den Erlenmeyer-kolben entfernen, um einen Unterdruck in der Apparatur zu vermeiden, Heizplatte aus-schalten, Schlauchklemme 2: öffnen; Schlauch an Schliffklemme 2 entfernen um einen Unterdruck zu vermeiden; Achtung: heiß!). Die ursprünglich im Erlenmeyerkolben vorhan-denen 100 ml 0,1 N HCl (0,01 Mol) waren mehr als zur Neutralisierung des aus dem zer-

26störten Kobaltkomplex ausgetriebenen NH3 erforderlich. Der verbliebene Rest der Salz-säure wird mit 0,1 NaOH zurücktitriert.

pH Farbe der Indikatorlösung

4

4-6

6

orangerot

grau (Äquivalenzpunkt)

grau

6. Aufgaben 1. Woraus besteht der Nebel im Versuch 5 c)? (Reaktionsgleichung)

2. Berechnen sie den Ammoniakgehalt des Co-Komplexes in mg und in Mol bezogen auf 1 Mol Co-Komplex (Molmasse: 250 g/Mol). Begründen sie eventuelle Abweichungen vom Sollwert, der 5 Mol NH3 pro Mol Komplex beträgt.

7. Literatur Mortimer, Ch. E., Chemie, 6. Auflage, Thieme Stuttgart, S. 37 – 46; 234 – 240; 324 – 327; 430

8. Gefährdungspotentiale – Entsorgung Natriumhydroxid fest und konzentrierte Lösungen: Verursacht schwere Verätzungen; darf nicht in die Hände von Kindern gelangen; bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren; bei der Arbeit geeignete Schutzhandschuhe und Schutzbrille/ Gesichtsschutz tragen; Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH nach vorherigem Verdünnen neutralisieren auf pH 6-8 mit Salzsäure, bei zu entsorgenden Mengen von mehr als 10g Assistent benachrichtigen! Salzsäure konz.: Reizt die Augen und die Haut; darf nicht in die Hände von Kindern gelan-gen; bei Berührung mit der Haut sofort abwaschen mit viel Wasser; Entsorgung: Sammel-behälter SÄUREGEMISCH nach vorherigem Verdünnen neutralisieren auf pH 6-8 mit Nat-ronlauge, bei zu entsorgenden Mengen von mehr als 10ml Assistent benachrichtigen! Ammoniak konz.: Reizt die Augen, die Atmungsorgane und die Haut; Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen; Bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspü-len und Arzt konsultieren; Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH nach vorheri-gem Verdünnen und neutralisieren auf pH 6-8 mit Salzsäure, bei zu entsorgenden Mengen von mehr als 10ml Assistent benachrichtigen! Salzsäurelösung 0,1 normal, Natronlaugelösung 0,1 normal, die austitrierte Lösung und Ammoniumchlorid können über die Kanalisation entsorgt werden. Der Inhalt des Kjeldahl-kolbens wird über den Sammelbehälter SÄUREGEMISCH entsorgt.

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Kolorimetrie

1. Lernziele Arbeitstechniken: Aufschlußmethoden, Umgang mit dem Spektrophotometer, Aufstellung von und arbeiten mit Eichkurven Theorie: Lambert-Beer-Gesetz

2. Chemikalien Salzsäure konzentriert HCl Salpetersäure konzentriert (Vorsicht!), HNO3 Ammoniumthiocyanatlösung 10%ig NH4SCN Natriumnitratlösung 5 normal NaNO3 Eisensulfatlösung (ca. 10%ig) FeSO4Zinn(II)chlorid-Lösung in Salzsäure (gesättigt) SnCl2 Diisopropylether (gesättigt mit Ammonium- thiocyanat und Zinnchlorid) Kobaltstandardlösung 0,1 molar CoCl2 Kobaltkomplex Molybdänstandard-Lösung Metalloproteidlösung.

3. Einführung Für die Lichtabsorption einer Lösung in einem Photometer gilt das Lambert-Beer-Gesetz.

I0E = log = ε * c * d I

E = Extinktion [dimensionslos] I0 = Intensität des einfallenden Lichtstrahls I = Intensität des austretenden Lichtstrahls ε = molarer Extinktionskoeffizient [Liter / Mol * cm]

c = Konzentration [Mol / Liter] d = Schichtdicke der durchstrahlten Probe [cm]

Die Extinktion kann Werte zwischen 0 und ∞ annehmen.

Die Durchlässigkeit D (bzw. T = Transmission) ist definiert als: I

D = * 100 [%] I0

Die Durchlässigkeit kann Werte zwischen 0% und 100% annehmen.

Für D = 0% ist E = ∞; für D = 100% ist E = 0.

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4. Apparatur (Spektrophotometer) Betriebsanleitung:

1. Bitte beachten Sie, daß Ihr Gerät zwei Skalen aufweist, die eine für die Durchlässigkeit, die andere für die Extinktion.

2. Einstellen der gewünschten Wellenlänge.

3. Mit dem linken Drehknopf den elektrischen Nullpunkt (Extinktion E = ∞) ca. 5min nach Einschalten des Geräts einstellen (ohne Küvette);

4. Küvette mit der Vergleichslösung (Vergleichsküvette) einsetzen.

5. Mit dem rechten Drehknopf Extinktion E = 0 einstellen (optischer Nullpunkt).

6. Punkt 3 – 5 so oft wiederholen, bis keine Abweichungen mehr vorliegen.

7. Küvette mit der zu messenden Lösung einsetzen (Probenküvette), Extinkti-on ablesen.

8. Bei Veränderung der Wellenlänge sind die Punkte 1-6 zu wiederholen.

9. Der Innendurchmesser der Küvette beträgt 1,27 cm (1/2 Inch).

10. Besonders wichtig: Küvetten vorsichtig einsetzen! Küvetten vor der Messung gründlich reinigen (keine Luftblasen; keine Fingerabdrücke). Die Küvetten sind zu etwas mehr als der Hälfte zu füllen, damit der Strahlen-gang durch die Lösung fällt.

5. Versuch: Kobaltgehalt von [Cox(NH3)yClz] Cl3x-z

a) Aufnahme eines UVS-Spektrums

Mit 5 ml einer bereitstehenden 0,1 M Kobaltchloridlösung wird zunächst zwischen 380 nm und 530 nm das Absorptionsmaximum gegen Wasser als Vergleichslösung bestimmt (Messung in Extinktion !!). Die Meßintervalle sollen 25 nm betragen. An den Maxima und Wendepunkten muß das Meßintervall auf 5 nm reduziert werden (die Werte auf das Tes-tatblatt übertragen).

b) Herstellung der Eichkurve für Kobalt als Kobalt(II)chlorid

Je 4,0 ml, 3,0 ml, 2,0 ml, 1,0 ml der ausstehenden Kobalt(II)chloridlösung werden mit dest. Wasser auf 5,0 mI aufgefüllt und gut geschüttelt. Dies ergibt Lösungen der Konzentration 0,02 M, 0,04 M, 0,06 M, 0,08 M sowie die Ausgangslösung (0,1 M). Nun stellt man die Wellenlänge der größten Absorption ein (ermittelt in Versuch a), mißt die Extinktion der Verdünnungen und die der unverdünnten Stammlösung gegen dest. Wasser als Ver-gleichslösung (Stammlösung zuerst messen!) und überträgt die Werte auf das Testatblatt.

29c) Co-Bestimmung im Komplex

1.00 g des von Ihnen hergestellten Kobaltkomplexes (bzw. des zur Verfügung gestellten Co-Komplexes) werden in einer Porzellanschale mit 10 ml HCl konz. versetzt und bis zur Trockene abgeraucht. Nach Erreichen der Trockene wird weiter vorsichtig erhitzt, wobei weiße Nebel von Ammoniumchlorid (NH4Cl) durch Sublimation entweichen. Beim Nach-lassen der Nebelbildung läßt man den Tiegel abkühlen, versetzt erneut mit HCl und raucht nochmals ab. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis kein Ammoniumchlorid mehr entweicht. Die zurückbleibende Verbindung ist tiefblau.

Anschließend wird mit 5 ml HCl aufgenommen und mit dest. Wasser im Meßkolben auf 100 ml aufgefüllt. Dabei färbt sich die Lösung rosa. Die entstandene Lösung von CoCl2 (die Salzsäure hat das ursprünglich vorliegende Co3+ zu Co2+ reduziert) wird im Spektro-meter bei λmax (unter a) ermittelt) vermessen.

6. Versuch: Kolorimetrische Bestimmung von Molybdän in einem Mo-lybdoproteid a) Herstellung der Eichkurve (6 Eichpunkte)

0,5ml, 1ml, 2ml, 5ml, 10ml und 20mI der ausstehenden Molybdän-Standardlösung (notie-ren Sie den tatsächlichen Molybdängehalt dieses Standards auf dem Testatblatt) werden in einen 250 ml Scheidetrichter gegeben, mit je 10 ml HCl versetzt und mit dest. Wasser auf ca. 100 ml aufgefüllt. Dann gibt man jeweils 5 mI Ammoniumthiocyanatlösung, 1 mI Natriumnitratlösung und 1 ml Eisen(II)salz-Lösung zu, mischt gut durch und versetzt an-schließend noch mit 5 ml Zinn(II)chloridlösung. Man mischt erneut und extrahiert jetzt mit 10,0 mI Diisopropylether (Pipette), indem man 15 sec gut durchschüttelt. Zur Phasentren-nung wird der Scheidetrichter in einen Filtrierring eingehängt, der an einem Stativ befestigt wird. Zur Optimierung der Trennung versetzt man vorsichtig den Scheidetrichter in rotie-rende Bewegung um Diisopropylethertropfen von der Glaswand abzustreifen. Nach der Phasentrennung (obere, rotbraun gefärbte Phase ist die organische Phase) wird die wäss-rige Phase abgelassen (Vorsicht: Stopfen des Scheidetrichters vorher abnehmen) und die etherische Phase in eine Küvette überführt. Anschließend wird bei 475 nm die Extinktion des entstandenen Komplexes Fe(MoO)(SCN)5 in der Diisopropyletherlösung gemessen. Die Eichung erfolgt gegen Diisopropylether als Vergleichslösung.

b) Molybdän-Bestimmung

10 ml der ausstehenden Molybdoproteidlösung werden vorsichtig (im Abzug!) bis fast zur Trockene abgeraucht. Dann gibt man langsam 5 ml HNO3 und 20 mI HCl zu. Unbedingt mit Schutzbrille arbeiten. Man raucht vorsichtig bei kleiner Flamme bis zur Trockene ab. Diese Prozedur (Abrauchen mit HNO3 / HCl) wird zweimal wiederholt. Da-nach wird mit HCl in Portionen von ca. 5 ml bis zum vollständigen

30Entfernen der Salpetersäure abgeraucht. (Es entstehen keine braungefärbten nitrosen Gase mehr). Der Rückstand wird mit 5ml HCl aufgenommen und mit dest. Was-ser im Meßkolben auf 100 ml aufgefüllt. Genau die Hälfte dieser Lösung (50 ml) wird in den Scheidetrichter pipettiert, und entsprechend der Prozedur bei der Erstellung der Eich-lösung weiter behandelt. Bitte warten Sie bis zu den jeweiligen UVS-Messungen nicht zu lange, da sonst der Fe(MoO)(SCN)5-Komplex oxidiert und der gleichfalls rotbraun gefärbte Komplex Fe(SCN)3 entsteht.

7. Aufgaben Kobalt

1. Zeichnen Sie die Absorptionskurve von CoCl2 auf Millimeterpapier (Extinktion gegen die Wellenlänge).

2. Zeichnen Sie die Eichkurve auf Millimeterpapier (Extinktion gegen die CoCl2-Konzentration in Mol / Liter).

3. Berechnen Sie die Einwaage an Komplex in Mol (MG ca. 250).

4. Berechnen Sie den Co-Gehalt des Kobaltkomplexes (Molmasse = 250) indem Sie für Ihren Meßwert den zugehörigen Konzentrationswert in der Eichkurve ablesen. Wieviel Mol Kobalt pro Mol Komplex?

Molybdän

5. Zeichnen Sie die Eichkurve auf Millimeterpapier (Extinktion gegen die jeweils absolut eingesetzte Menge Mo in µg)

6. Berechnen Sie den Molybdängehalt der ausstehenden Proteidlösung in µg/ml. Berücksichtigen Sie bitte bei der Berechnung die Probenmenge (10 ml P roteidlösung wurden eingesetzt) und die Entnahmemenge aus der Aufschlußlösung (50 ml der ins-gesamt hergestellten 100 ml wurden in den Farbkomplex überführt)!

8. Literatur Hesse, M., Meier, H., Zeeh, B., Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, Thieme 1995

9. Gefährdungspotentiale – Entsorgung Salzsäure konz.: Reizt die Augen und die Haut; Darf nicht in die Hände von Kindern ge-langen; Bei Berührung mit der Haut sofort abwaschen mit viel Wasser; Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH nach vorherigem Verdünnen neutralisieren auf pH 6-8 mit Natronlauge, bei zu entsorgenden Mengen von mehr als 10ml Assistent benachrichti-gen! Salpetersäure konz.: Verursacht schwere Verätzungen; darf nicht in die Hände von Kin-dern gelangen; Dampf nicht einatmen; bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren; beschmutzte getränkte Kleidung sofort ausziehen; Ent-sorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH nach vorherigem Verdünnen neutralisieren

31auf pH 6-8 mit Natronlauge, bei zu entsorgenden Mengen von mehr als 10ml Assistent benachrichtigen! Ammoniumthiocyanat: Gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und Berüh-rung mit der Haut. Führt nach Resorption zu Fieber und ZNS-Störungen. 15 - 30 g können tödlich sein. Entwickelt bei Berührung mit Säure sehr giftige G ase. Nicht mit Säuren oder Oxidationsmitteln in Berührung bringen. Staubentwicklung vermeiden. Stäube nicht einat-men. Nach Hautkontakt: Mit reichlich Wasser abwaschen. Nach Augenkontakt: Mit reich-lich Wasser bei geöffnetem Lidspalt mindestens 10 Minuten ausspülen. Sofort Augenarzt hinzuziehen. Nach Einatmen: Frischluft, Sauerstoffzufuhr. Sofort Arzt hinzuziehen. Nach Verschlucken: Reichlich Wasser trinken lassen. Erbrechen auslösen. sofort Arzt hinzuzie-hen. Eventuelle Entsorgung von Restmengen: Nicht in Säureabfälle. Dem Saalassisten-ten zurückgeben. Natriumnitrat: Feuergefahr bei Berührung mit brennbaren Stoffen. Nicht mit brennbaren Stoffen, Metallpulvern, Cyaniden, Kohlenstoff, oxidierbaren Stoffen, Perameisensäure, Schwefel, Alkalimetallen, Essigsäureanhydrid, Polyvinylchlorid, Natriumphosphit, Na tri-umthiosulfat, Aluminiumoxid und Borphosphid in Berührungbringen. Gefährliche Zerset-zungsprodukte sind nitrose Gase. Methämoglobinbildner. Aufnahme führt zu Kopfschmerz, Herzrythmusstörungen, Zyanose, Blutdruckabfall. Reduktion im Körper zu Nitrit. Nach Hautkontakt: Mit reichlich Wasser abwaschen. Nach Augenkontakt: Mit reichlich Wasser bei geöffnetem Lidspalt mindestens 15 Minuten ausspülen. Sofort Augenarzt hinzuziehen. Nach Einatmen: Frischluft. Nach Verschlucken: Reichlich Wasser trinken lassen. Erbre-chen auslösen. Sofort Arzt hinzuziehen. ; Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGE-MISCH Zinn(II)chlorid: Verursacht Verätzungen. Reizt die Atmungsorgane. Nach Hautkontakt: Haut sofort mit viel Wasser und Seife abwaschen. Nach Augenkontakt: Nach Augenkon-takt mindestens mit Wasser ausspülen. Arzt! Nach Einatmen: Frischluftzufuhr. Arzt! Ent-sorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH. Diisopropylether (gesättigt mit Ammoniumthiocyanat und Zinnchlorid): Diisopropylether ist leichtentzündlich und kann unter Einfluß von Licht und Luftsauerstoff leicht Peroxide bil-den, die beim Erwärmen oder Einengen zu Explosionen neigen. Bei Kontakt mit starken Oxidationsmitteln sind explosionsartige Reaktionen zu erwarten. Wirkt reizend auf die Schleimhäute der Atemwege und Augen und die Haut. Inhalation oder orale Aufnahme verursacht Kopfschmerzen, Atemprobleme, Übelkeit oder Erbrechen. Narkotisierende Wir-kung kann über Benommenheit, Erregung und Krämpfe bis zum Tode führen. Kleinere Spritzer verdampfen lassen, größere Mengen mit flüssigkeitsbindendem Material (z.B. Rench Rapid, Chemizorb) aufnehmen und als Sodermüll entsorgen. Nach Hautkontakt: Mit reichlich Wasser und Seife abwaschen. Nach Augenkontakt: Bei geöffnetem Lidspalt mind. 10 Min. mit Wasser spülen. Augenarzt konsultieren. Nach Einatmen: Für Frischluft sorgen, evtl. Atemspende oder Gerätebeatmung. Nach Verschlucken: Paraffinöl (3 ml pro kg) verabreichen. Erbrechen vermeiden. Arzt konsultieren. Entsorgung: Sammelbehälter HALOGENIERTE LÖSEMITTEL. Kobaltstandardlösung: Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH. Kobaltkomplex: Verwertung eventueller Restbestände über den Assistenten Molybdänstandard-Lösung: Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH. Metalloproteidlösung: Entsorgung: Sammelbehälter SÄUREGEMISCH.

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Lichtabsorptionsspektrum von CoCl2

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Eichkurve CoCl2

Eichkurve Fe(MoO)(SCN)5