Table Of ContentPral(til(um der
quantitativen anorganischen
Analyse
Von
Hermann Lux
ao. Prof. am Anorganisch·chemischen Laboratorium
der Technischen Hochschnie München
Vierte, verbesserte Auflage
Zugleich Neuauflage des Praktikums
der quantitativen anorganischen Analyse
von
Alfred Stock und Arthur Stähler
Mit 50 Abbildungen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1963
ISBN 978-3-662-30147-0 ISBN 978-3-662-30146-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-30146-3
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Library of Congress Catalog Card Number 63-20651
© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1963
Ursprll.nglich erschienen bei J_ F. Bergmann, München, 1963
Softcover reprint of the hardcover 4th edition 1963
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, HandeJsnamen. Warenbezeichnungen
usw.ln diesem Buch berechtigt auch ohne !)esondere Kennzeichnung nicht zu der
Annahme, daß solche Namen im Sinn der Warenzeichen- und Markenschutz
Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt
werden dürften
BrühJsche Universitätsdruckerei Gießen
Vorwort zur dritten und vierten A.uflage
Im Text der dritten und vierten Auflage des Buches - der
siebten bzw. achten seit seiner Begründung durch ALFRED STOCK -
sind wiederum zahlreiche Erfahrungen berücksichtigt, die im
Unterricht inzwischen gesammelt wurden. Darüber hinaus kamen
neue Aufgaben hinzu, darunter Anwendungen von Ionenaustau
schern, die Bestimmung von Calcium mit EDTA-Lösung, von
Ammoniak nach der Formaldehydmethode und von Kalium mit
Tetraphenylborat. Auch einige theoretische Abschnitte wurden
neu eingefügt, so daß das Buch in dem gegebenen Rahmen allen
fruchtbaren neueren Entwicklungen Rechnung trägt und eine ge
nügend große Auswahl an Aufgaben bietet. Als Abschluß des Prak
tikums sollte nach Möglichkeit anstelle einer "Prüfungsanalyse"
eine Aufgabe aus der laufenden Literatur mit dem Zeitb edarf einer
schwierigeren Trennung gestellt werden, bei der z. B. ein neueres
Verfahren oder der Einfluß von PR-Änderungen oder störenden
Elementen näher untersucht werden kann. Die Studierenden wid
men sich einer solchen kleinen, eigenen Forschungsarbeit erfah
rungsgemäß mit größtem Eifer und Interesse.
München, im Juli 1963 H.Lux
Vorwort zur ersten Auflage
Das Praktikum der quantitativen anorganischen Analyse von
ALFRED STOCK und ARTHUR STÄRLER hat mit der vorliegenden
Neuauflage eine sehr weitgehende Umgestaltung in Aufbau und
Inhalt erfahren. Der Text wurde vollständig neu gefaßt, die Mehr
zahl der Abbildungen erneuert.
Weggefallen sind die einführenden Versuche zur Gasanalyse
und potentiometrischen Titration. Übungen in der Gasanalyse fin
den aus praktischen Gründen meist in Form eines Sonderkurses
statt. Die Beschäftigung der Studierenden mit potentiometrischer
Maßanalyse etwa im dritten Semester erscheint mir verfrüht. Diese
IV Vorwort zur ersten Auflage
Verfahren setzen ein gewisses theoretisches und praktisches Ver
ständnis physikalisch-chemischer und elektrischer Meßverfahren
voraus_ Sie sollten daher in einem ihrer Bedeutung entsprechenden
Umfang im Rahmen eines vertieften anorganischen Praktikums
behandelt werden.
Weggeblieben ist weiterhin der Anhang, der ausführliche An
gaben über die Bereitung und Ausgabe der zu analysierenden Lö
sungen enthielt. Der dadurch gewonnene Raum ermöglichte es, den
Inhalt des Buches dem heutigen Stand anzupassen und in ver
schiedener Hinsicht zu erweitern. Zunächst wurden einige beson
ders wichtige moderne und ältere Arbeitsweisen, die der Studie
rende unbedingt kennenlernen sollte, neu aufgenommen. Dadurch
kann zugleich im Praktikum etwas mehr Abwechslung geboten
werden. Die Arbeitsvorschriften sind nach Möglichkeit so gehalten,
daß nicht nur Lösungen, sondern auch feste Substanzen analysiert
werden können_ Das Experimentelle ist, soweit es notwendig war,
eingehender als früher behandelt.
An alle Aufgaben schließen sich nunmehr knapp gehaltene Er
läuterungen, die dem Studierenden die vorerst notwendigsten Zu
sammenhänge und einen gewissen Überblick vermitteln sollen, um
ihn vor verständnislosem "Herunterkochen" seiner Analyse zu be
wahren. Die gegebenen Literaturhinweise beziehen sich durchweg
auf theoretisch leicht verständliche, instruktive Arbeiten.
Den Herren Prof. W. IhEBER und Prof. E. WIBERG danke ich
für die freundlichen Hinweise bei der Durchsicht des Manuskripts.
München, Anorganisch-Chemisches Laboratorium der Tech
nischen Hochschule, Oktober 1940.
H.Lux
Inhaltsübersicht
Seite
Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . 1
I. Praktische und allgemeine Anweisungen 2---45
Glas, Porzellan, Quarzglas, Platin 2
Zerkleinern und Sieben . . . 4
Trocknen und Aufbewahren. . . 5
Wägen. . . . . . . . . . . . 7
Abmessen von Flüssigkeiten. .. . 11
Auflösen, Eindampfen und Abrauchen 16
Fällen . . . . . . . . . . . . 19
Filter, Trichter und Spritzflasche. 20
Filtrieren und Auswaschen . . 23
Filtertiegel und Membranfilter . 25
Erhitzen . . . . . . . . 28
Veraschen. . . . . . . . 30
Reinigen der Geräte . . . 31
Reagentien . . . . . . . 34
Menge und Konzentration. 37
Berechnung der Ergebnisse. .. 39
Feuchtigkeitsgehalt und Glühverlust 43
Schrifttum . . . . . . . . . . . 44
II. Gewichtsanalytische Einzelbestimmungen .45-72
Allgemeines . . . . . . . . 45
1. Chlorid als Silberchlorid . 49
2. Sulfat als Bariumsulfat . 53
3. Blei als Bleichromat . . 56
4. Eisen als Oxid . . . . . 56
5. Aluminium als Oxid . . . . . . 59
6. Calcium als Carbonat oder Sulfat . 60
7. Magnesium als Pyrophosphat. 63
8. Zink als Pyrophosphat . . . 65
9. Kupfer als Kupfer(I)-sulfid. . 66
10. Quecksilber als Sulfid. . • . 67
11. Magnesium als Oxychinolat . 68
12. Kalium als Tetraphenylborat 69
13. Phosphat in Phosphorit. . . 70
III. Maßanalytische Neutralisationsverfahren . .72-96
Allgemeines zur Maßanalyse S. 72 - Säuren, Baaen und Salze
S. 77 - Herstellung von 0,1 n HCI S. 85 - Herstellung von
0,1 n NaOH S. 87 - Bestimmung des Gehalts von konz. Essig
säure S. 88 - Alkalimetallbestimmung in Borax S. 89 - Be
stimmung von Ammoniak in Ammoniumsalzen nach der Form
aldehydmethode S. 90 - Stufenweise Titration der Phosphor
säure S. 91 - Bestimmung von Hydrogencarbonat neben Car
bonat S. 91 - Bestimmung von Stickstoff in Nitraten S. 93 -
Stickstoff nach KJELDAHL S. 94
VI Inhaltsübersicht
IV. Maßanalytische Fällungs. und Komplexbildungsverfahren .. 97-102
Allgemeines S. 97 - Herstellung von 0,1 n AgNOa-Lösung
S. 97 - Chlorid nach MOHR S. 98 - Bromid mit Eosin als
Adsorptionsindikator S. 98 - Chlorid nach VOLHARD S. 99 -
Quecksilber nach VOLHARD S. 100 - Cyanid nach LIEBIG
S. 101 - Titration von Calcium mit EDTA-Lösung S. 101 -
Bestimmung von Wismut und Blei S. 102
V. Maßanalytische Oxydations- und Red1tktionsverfahren. . . 103-128
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
1. Manganometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Herstellung von 0,1 n KMnO.-Lösung S. 106 - Calcium
S. 107 - Eisen S. 108 - Mangan S. 111-Mangan in Eisen
sorten nach VOLHARD-WOLFF S. 112
2. Cerimetrie . ...................... 113
Herstellung von 0,1 n Ce(SO.).-Lösung S. 113 - Wasser
stoffperoxid S. 114
3. Dichromat-Verfahren. . 114
Eisen in Magnetit S. 114
4. Titan(III) -Verfahren 115
Herstellung von 0,02 n TiCla-Lösung S. 115 - Eisen in
Braunstein S. 117
5. Jodometrie . . . . . . . . . . . . .. ...... 117
a) Kaliumjodid als Reduktionsmittel . .. ...... 117
Herstellung von 0,1 n Thiosulfatlösung S. 117 - Nitrit
S. 120 - Chromat S. 120 - Chlorkalk S. 120 - Oxy
dationswert von Braunstein nach BUNSEN S. 121 - Be
stimmung des Kupfers in Messing S. 122 - Kobalt
S. 123 - Jodid S. 124
b) J odlösung als Oxydationsmittel. . . . . . . . . . . . 125
Herstellung von 0,1 n Jodlösung S. 125 - Arsen S. 125
6. Oxydationen mit Kaliumbromat und Kaliumjodat . . . . . ~ 26
Herstellung von 0,1 n KBrOa-Lösung S. 126 - Antimon
S. 127 - Zink als Oxychinolat, bromometrisch S. 127 - Be
stimmung von Bromid neben Chlorid mit KJOa-Lösung S. 128
VI. Trennungen. . . . . . . . ...... 128-150
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
1. Ermittlung eines Bestandteils aus der Differenz: Eisen-
Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . 129
2. Trennung durch ein spezifisches Fällungsreagens :
a) Calcium-Magnesium . . . . . . . . . . . 130
b) Bestimmung von Zink neben Eisen. . . . . 131
3. Trennung durch Hydrolyse: Eisen und Mangan in Spat-
eisens tein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4. Trennung nach komplexer Bindung eines Bestandteils:
Nickel in Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
5. Trennung nach Verändern der Wertigkeit: Chrom in Chrom
eisenstein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
6. Trennungen mit Hilfe von Ionenaustauschern: ...... 141
a) Bestimmung von Calcium und Phosphation in Phosphorit 144
b) Trennung Kupfer-Arsen .............. 144
7. Trennung durch Herauslösen eines Bestandteils: Natrium-
Kalium ........................ 145
Inhaltsübersicht VII
8. Trennung durch Destillation: Arsen-Antimon 147
9. Indirekte Analyse: Chlorid-Bromid ..... 151
VII. Elektroanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . .153-166
Allgemeines S. 153 - 1. Kupfer aus schwefelsaurer Lösung
S. 159 - 2. Silber S. 162 - 3. Nickel S. 163 - 4. Blei, schnell
elektrolytisch S. 164 - 5. Kupfer, schnellelektrolytisch S. 166
VIII. Kolorimetrie . ....................1 66-171
Allgemeines S. 166 - 1. Titan, kolorimetrisch S. 168 - 2. Ei-
sen, kolorimetrisch in einer Aluminiumlegierung S. 169 -
3. Mangan, kolorimetrisch S. 170
IX. Vollständige Analysen von Mineralien und technischen Produk-
ten . ........................1 71-197
1. Dolomit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Feuchtigkeitsgehalt und Glühverlust, Löserückstand, Eisen
und Aluminium S. 172 - Calcium, Magnesium S. 173 -
Kohlendioxid S. 174
2. Messing (Bronze) . . . . . . . . . . . . . . . .. 177
Zinn, Blei S. 178 - Kupfer S. 179 Eisen, Zink S. 180
3. Kupfer-Nickel-Legierung. . . . . . . . . . . . .. 181
4. Kupferkies . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 181
Löserückstand S. 182 - Kupfer, Eisen, Schwefel S. 183
5. Bestimmung des Schwefelgehaltes von Pyrit durch Abrösten 184
6. Hartblei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7. Feldspat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Kieselsäure S. 189 - Eisen- und Aluminiumoxid S. 192 -
Calcium, Magnesium, Alkalimetalle nach SMITH S. 194
8. Bestimmung der Alkalioxide in einem Glas. 196
Wichtige quantitative Trennungen 198
Sachverzeichnis . . .200-203
Atomgewichte 1962 ... 204
Einleitung
Die quantitative Analyse ist ein Teilgebiet der analytischen
Chemie, deren Aufgaben sehr vielfältiger Art sind. Sie reichen vom
qualitativen Nachweis bestimmter anorganischer oder organischer
Stoffe bis zu deren quantitativer Bestimmung, von der analytischen
Trennung sehr ähnlicher Elemente wie der Lanthaniden bis zur Zer
legung kompliziertester Gemische organischer Stoffe, von der Atom
gewichtsbestimmung bis zur radiochemischen Analyse. Der Viel
zahl der zu bewältigenden Aufgaben steht eine stattliche Reihe der
verschiedenartigsten chemischen und physikalischen Methoden
gegenüber, die ihrerseits nicht nur zur Beantwortung rein analyti
scher Fragen herangezogen werden können, sondern häufig auch
Aussagen über den Molekülbau, die Kristallstruktur, die Reak
tionskinetik und viele andere Probleme ermöglichen.
Die quantitative Analyse dient zur Ermittlung der Mengen ein
zelner Bestandteile oder Elemente, die in einem Stoff enthalten sind.
Für Wissenschaft und Technik ist sie von größter Bedeutung. Sie
ergibt die Zusammensetzung und Formel neuer Substanzen, sie
liefert Aufschluß über die Reinheit, die Brauchbarkeit, den Ver
kaufswert chemischer Erzeugnisse.
Die Wahl eines zweckmäßigen quantitativ-analytischen Ver
fahrens ist nur möglich, wenn man die qualitative Zusammensetzung
des zu analysierenden Materials kennt. Ist dies nicht der Fall, so
hat der quantitativen eine sorgfältige qualitative Analyse voran
zugehen, die auch bereits erkennen lassen muß, welche Bestandteile
in großen Mengen, welche als geringfügige Beimengungen oder Ver
unreinigungen zugegen sind. Davon ist häufig der Gang der quanti
tativen Analyse abhängig zu machen.
Es gibt mehrere grundsätzlich verschiedene Verfahren der
quantitativen Analyse.
Bei der Gewichtsanalyse wird der zu bestimmende Stoff von den
sonstigen Bestandteilen der Analysensubstanz durch Fällen, Destil
lieren oder andere Maßnahmen getrennt und in eine zur Wägung
geeignete Form. übergeführt. Bei der Elektroanalyse scheidet man
das gesuchte Element mit Hilfe des elektrischen Stromes in wäg
barer Form ab.
Die Maßanalyse beruht darauf, daß man der Lösung des zu
bestimmenden Stoffes so lange eine Reagenslösung von bekanntem
Gehalt zusetzt, bis die Umsetzung gerade beendet ist. Dieser Punkt
Lux, Praktikum, 4. Auf I. 1
2 Glas, Porzellan
läßt sich häufig an einer auffallenden Änderung der Farbe oder in
anderer Weise erkennen. Die Maßanalyse findet wegen der Ein
fachheit und Schnelligkeit der Ausführung ausgedehnteste Ver
wendung.
In manchen Fällen kann man durch Zusammenbringen der
Analysensubstanz mit geeigneten Reagentien gasförmige Stoffe
gewinnen, aus deren Volum Rückschlüsse auf die Zusammen
setzung der Substanz gezogen werden können. Dieses Verfahren,
die Gasvolumetrie, steht jedoch an Bedeutung weit zurück hinter
der eigentlichen Gasanalyse, bei der die quantitative Zusammen
setzung von Gasgemischen ermittelt wird.
Physikalische Verfahren der quantitativen Analyse ermöglichen
oft eine fortlaufende Überprüfung der Zusammensetzung. Bei
ihnen wird aus geeigneten physikalischen Meßwerten auf die quan
titative Zusammensetzung des untersuchten Stoffes geschlossen.
Ein Beispiel ist die Bestimmung des Chlorwasserstoffs in wäßriger
Salzsäure mittels des Aräometers. Wie hier die Dichte, so eignen
sich auch viele andere Eigenschaften zu ähnlichen Messungen, z. B.
Farbe (Kolorimetrie), Lichtbrechung (Refraktometrie), Drehung
der Polarisationsebene des Lichtes (Polarimetrie), Dielektrizitäts
konstante (dielektrische Analyse), elektrische Leitfähigkeit (kon
duktometrische Maßanalyse), elektromotorische Kraft (potentio
metrische Maßanalyse), Stromstärke (amperometrische Titration,
Polarographie), Strommenge (Coulometrie, coulometrische Titra
tion), Radioaktivität (radiometrische Analyse, Aktivierungs
analyse), Reaktionswärme (thermometrische Maßanalyse).
Die quantitative Emissions-Spektralanalyse und die Flammen
photometrie sind Sondergebiete von großer praktischer Bedeutung.
I. Praktische und allgemeine Anweisungen
1
Glas, Porzellan, Quarzglas, Platin
Bei quantitativen Arbeiten ist es unbedingt notwendig, die
Eigenart des Gerätematerials genau zu kennen, wenn man Fehler
vermeiden will, die entstehen, wenn man ihm mehr zumutet, als es
zu leisten vermag.
Das gewöhnliche Glas (Natrium-Calcium-Silikat) ist in Wasser
und Säuren, zumal in der Wärme, etwas löslich; größer ist die
chemische Widerstandsfähigkeit des alkaliarmen Jenaer Glases
1 Eine ausführliche Behandlung aller experimentellen Fragen findet
man bei H. Lux: Anorganisch-chemische Experimentierkunst. Leipzig:
J. A. Barth, 2. Auf!. 1959.
