Quantitative Anorganische Analyse: Leitfaden zum Praktikum

281 Pages·1992·5.01 MB·German

by  Professor Dr.-Ing. Hermann Lux

Springer -Lehrbuch
Hermann Lux . Wolfgang Fichtner
Quantitative
Anorganische Analyse
Leitfaden zum Praktikum
Neunte, neubearbeitete Auflage
Mit 50 Abbildungen
Springer- Verlag
Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo
Hong Kong Barcelona Budapest
Professor Dr.-Ing. Hermann Lux
em. o. Prof. am Anorganisch-Chemischen Institut
der Technischen Universitlit Mtlnchen
RottenbucherstraBe 46
0-8032 Grlifelfing
Professor Dr. Wolfgang Fichtner
Fachhochschule Darmstadt
Fachbereich Chemische Technologie
Hochschulstr. 2
0-6100 Darmstadt
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Lux, Hermann: Praktikum der quantitativen anorganischen Analyse / Hermann Lux
und Wolfgang Fichtner. - 9., neubearb. Auf!. - Berlin; Heidelberg; New York; Lon
don; Paris; Thkyo ; Hong Kong; Barcelona; Budapest: Springer, 1992
ISBN-13: 978-3-540-55064-8 e-ISBN-13: 978-3-642-77246-7
001: 10.1007/978-3-642-77246-7
NE: Fichtner, Wolfgang:
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Vorwort zur neunten Auflage
Mit der vorliegenden neunten Auflage ubernimmt der Unterzeichner
die Bearbeitung des "Praktikums der quantitativen anorganischen
Analyse", eines Lehrbuchs also, das auf eine jahrzehntelange Thadi
tion zuruckblicken kann. Es wendet sich an aIle diejenigen, die wah
rend ihrer chemischen Ausbildung quantitativ arbeiten, also an Stu
denten von Universitaten und technischen Hochschulen mit Chemie
als Haupt- oder Nebenfach, Fachhochschulstudenten, aber auch an
angehende Laboranten und Chemotechniker sowie an Angehorige
verwandter Ausbildungsglinge. Ferner solI es naturlich auch dem im
Beruf Stehenden eine Hilfe sein.
AIle Kapitel wurden einer sorgfaltigen Uberarbeitung unterzogen.
Veraltete Einheiten wurden durch die SI-Einheiten ersetzt, veraltete
Literaturhinweise gestrichen, und die Nomenklatur wurde den gelten
den Regeln angeglichen. Der Zuwachs des Textumfanges hlilt sich in
engen Grenzen, um den bisherigen Charakter als Praktikumsbuch zu
wahren. Es ist zu hoffen, daB sich diese Konzeption weiterhin als "be
nutzerfreundlich" erweist; fUr Hinweise auf Mangel oder Verbesse
rungsmoglichkeiten ist der Autor dankbar.
Darmstadt, im Januar 1992 W. Fichtner
Vorwort zur dritten bis siebenten Auflage
1m Thxt der dritten und vierten Auflage des Buches - der siebten bzw.
achten seit seiner Begriindung durch Alfred Stock - sind wiederum
zahlreiche Erfahrungen beriicksichtigt, die im Unterricht inzwischen
gesammelt wurden. Dariiber hinaus kamen neue Aufgaben hinzu,
darunter Anwendungen von lonenaustauschern, die Bestimmung von
Calcium mit EDTA-LOsung, von Ammoniak nach der Formaldehyd
methode und von Kalium mit Thtraphenylboranat. Auch einige theo
retische Abschnitte wurden neu eingefiigt, so daB das Buch in dem ge
gebenen Rahmen allen fruchtbaren neueren Entwicklungen Rechnung
tragt und eine geniigend groBe Auswahl an Aufgaben bietet. Ais Ab
schluB des Praktikums sollte nach Moglichkeit anstelle einer "Prii
fungsanalyse" eine Aufgabe aus der laufenden Literatur mit dem
Zeitbedarf einer schwierigeren Ti'ennung gestellt"werden, bei der z. B.
ein neueres Verfahren oder der EinfluB von pH-Anderungen oder stO
renden Elementen naher untersucht werden kann. Die Studierenden
widmen sich einer solchen kleinen, eigenen .Forschungsarbeit erfah
rungsgemaB mit groBtem Eifer und Interesse. In der sechsten Auflage
wurde u. a. ein weiterer Abschnitt eingefiigt, der eine tabellarische
Obersicht iiber das Gesamtgebiet der analytischen Chemie enthiilt.
Miinchen, im Juni 1979 H.Lux
Vorwort zur ersten Auflage
Das Praktikum der quantitativen anorganischen Analyse von Alfred
Stock und Arthur Stahler hat mit der vorliegenden Neuauflage eine
sehr weitgehende Umgestaltung in Aufbau und Inhalt erfahren. Der
Thxt wurde vollstandig neu gefaBt, die Mehrzahl der Abbildungen er
neuert.
Vorwort zur ersten Auflage VII
Weggefallen sind die einfiihrenden Versuche zur Gasanalyse und
potentiometrischen Titration. Obungen in der Gasanalyse finden aus
praktischen GrOnden meist in Form eines Sonderkurses statt. Die Be
scbaftigung der Studierenden mit potentiometrischer Mal3analyse et
wa im dritten Semester erscheint mir verfrOht. Diese Verfahren setzen
ein gewisses theoretisches und praktisches VersUlndnis physikalisch
chemischer und elektrischer Mel3verfahren voraus. Sie sollten daher in
einem ihrer Bedeutung entsprechenden Umfang im Rahmen eines ver
tieften anorganischen Praktikums behandelt werden.
Weggeblieben ist weiterhin der Anhang, der ausfuhrliche Angaben
Ober die Bereitung und Ausgabe der zu analysierenden L6sungen ent
hielt. Der dadurch gewonnene Raum erm6glichte es, den Inhalt des
Buches dem heutigen Stand anzupassen und in verschiedener Hinsicht
zu erweitern. ~unachst wurden einige besonders wichtige moderne
und altere Arbeisweisen, die der Studierende unbedingt kennenlernen
soIlte, neu aufgenommen. Dadurch kann zugleich im Praktikum et
was mehr Abwechslung geboten werden. Die Arbeitsvorschriften sind
nach M6glichkeit so gehalten, dal3 nicht nur L6sungen, sondern auch
feste Substanzen analysiert werden k6nnen. Das Experimentelle ist,
soweit es notwendig war, eingehender als fruher behandelt.
An alle Aufgaben schliel3en sich nunmehr knapp gehaltene Erlaute
rungen, die dem Studierenden die vorerst notwendigsten Zusammen
bange und einen gewissen Oberblick vermitteln soIlen, urn ihn vor ver
standnislosem "Herunterkochen" seiner Analyse zu bewahren. Die
gegebenen Literaturhinweise beziehen sich durchweg auf theoretisch
leicht verstandliche, instruktive Arbeiten.
Den Herren Prof. W. Hieber und Prof. E. Wiberg danke ich fur die
freundlichen Hinweise bei der Durchsicht des Manuskripts.
Munchen, im Oktober 1940 H.Lux
Inbalt
Einleitung
I. Praktische ond allgemeine Anweisungen .. . . . . . . . . . . . . . 3
1 Glas, Porzellan, Quarzglas, Platin ................ 3
2 Zerkleinern und Sieben ......................... 6
3 Ifocknen und Aufbewahren ..................... 7
4 Wiegen ....................................... 9
5 Abmessen von Fliissigkeiten ..................... 15
6 Auflosen, Eindampfen und Abrauchen .... . . . . . . . . 22
7 Fallen ........................................ 25
8 Filter, Trichter und Spritzflasche ................. 27
9 Filtrieren und Auswaschen ...................... 30
10 Filtertiegel und Membranfilter ................... 32
11 Erhitzen ...................................... 35
12 Veraschen ..................................... 39
13 Reinigen der Gerate ............................ 40
14 Reagenzien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
15 Menge und Konzentration ....... . . . . . . . . . . . . . . . . 45
16 Berechnung der Ergebnisse ...................... 48
17 Feuchtigkeitsgehalt und Gliihverlust .............. 53
18 WeiterfUhrende Literatur ........................ 54
II. Gewichtsanalytische Einzelbestimmungen ............. 58
Allgemeines ...................................... 58
1 Chlorid als Silberchlorid ........................ 61
2 Sulfat als Bariumsulfat ......................... 66
3 Blei als Bleichromat ............................ 70
4 Eisen als Oxid ................................. 70
5 Aluminium als Oxid ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 73
6 Calcium als Carbonat oder Sulfat ................ 75
7 Magnesium als Diphosphat ...................... 78
8 Zink als Diphosphat ............................ 80
9 Quecksilber als Sulfid .......................... 81
X Inhalt
10 Magnesium als Hydroxychinolat ................. 82
11 Aluminium als Hydroxychinolat ................. 84
12 Kalium als Tetraphenylborat ..................... 85
13 Phosphat in Phosphorit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 86
III. Ma8analytische Neutralisationsverfahren ............. 91
Allgemeines zur MaBanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 91
1 Sauren, Basen und Salze ........................ 95
2 Herstellung von 0,1 n HCl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 105
3 Herstellung von 0,1 n Natronlauge .. . . . . . . . . . . . . .. 108
4 Bestimmung des Gehalts von konz. Essigsaure ..... 109
5 Alkalimetallbestimmung im Borax . . . . . . . . . . . . . . .. 110
6 Bestimmung von Ammoniak in Ammoniumsalzen
nach der Formaldehydmethode .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 112
7 Stufenweise Titration der Phosphorsaure .......... 112
8 Bestimmung von Phosphat durch Ionenaustausch .. 113
9 Bestimmung von Na + in Natriumcarbonat ........ 114
10 Bestimmung von Hydrogencarbonat neben Carbonat 115
11 Bestimmung von Stick stoff in Nitraten ... . . . . . . . .. 117
12 Stickstoff nach Kjeldahl ........................ 119
IV. Ma8analytische Fiillungs und Komplexbildungsverfahren 122
1 Herstellung von 0,1 n AgNOrLosung ............. 123"
2 G:hlorid nach Mohr ............................ 123
3 Bromid mit Eosin als Adsorptionsindikator .. . . . . .. 124
4 Chlorid nach Volhard .......................... 125
5 Quecksilber nach Volhard ....................... 127
6 Cyanid nach Liebig ............................ 127
7 Titration von Calcium mit EDTA-Losung . . . . . . . . .. 128
8 Bestimmung von Bismut und Blei nebeneinander ... 129
V. Ma6analytische Oxidations- und Reduktionsverfahren .. 130
Allgemeines ...................................... 130
1 Manganometrie ................................ 136
1.1 Herstellung von 0,1 n KMn0 -Losung ......... 136
4
1.2 Calcium ................................... 137
1.3 Eisen ..................................... 138
1.4 Mangan ................................... 143
1.5 Mangan in Eisensorten nach Volhard-Wolff . . .. 143
2 Cerimetrie .................................... 144
Inhalt XI
2.1 Herstellung von 0,1 n Ce(SOJr L6sung ........ 144
2.2 Wasserstoffperoxid ......................... 146
3 Dichromat-Verfahren· ........................... 146
3.1 Eisen in Magnetit .......................... 146
4 Titan(III)-Verfahren ............................ 148
4.1 Herstellung von 0,02n TiCl -LOsung .......... 148
3
4.2 Eisen in Braunstein ...... ... . . . . . . . . . . . . . . . .. 149
5 Iodometrie .................................... 149
5.1 Kaliumiodid als Reduktionsmittel ............. 150
5.1.1 Herstellung einer 0,1 n Thiosulfatlosung .. 150
5.1.2 Nitrit ................................ 153
5.1.3 Chromat ............................. 153
5.1.4 Chlorkalk ............................ 154
5.1.5 Oxidationswert von Braunstein nach Bunsen 155
5.1.6 Bestimmung des Kupfers in Messing ..... 156
5.1.7 Cobalt ............................... 158
5.1.8 Iodid ................................ 159
5.2 Iodlosung als Oxydationsmittel ......... . . . . .. 160
5.2.1 Herstellung einer 0,1 n Iodlosung ...... .. 160
5.2.2 Arsen ............................... 160
6 Oxidationen mit Kaliumbromat und Kaliumiodat ... 162
6.1 Herstellung einer 0,1 n KaliumbromatlOsung ... 162
6.2 Antimon .................................. 162
6.3 Zink als Hydroxychinolat, bromatometrisch .... 163
6.4 Bestimmung von Bromid neben Chlorid mit
KIOr L6sung .............................. 164
VI. Trennungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 165
Allgemeines ...................................... 165
1 Ermittlung eines Bestandteils aus der Differenz:
Eisen-Aluminium ............................. 166
2 Trennung durch ein spezifisches Fallungsreagens ... 166
2.1 Calcium-Magnesium ....................... 166
2.2 Bestimmung von Zink neben Eisen ........... 167
3 Thennung durch Hydrolyse: Eisen und Mangan in
Spateisenstein ................................. 170
4 Thennung nach komplexer Bindung eines Bestandteils:
Nickel in Stahl ................................. 174
5 Thennung nach Verandern der Oxidationsstufe: Chrom
in Chromeisenstein ............................. 178
XII Inhalt
6 Trennungen mit Hilfe von Ionenaustauschern 179
6.1 Bestimmung von Calcium und Phosphat in Phos-
phorit .................................... 183
6.2 Thennung Kupfer-Arsen .................... 184
7 Thennung durch Herauslosen eines Bestandteils: Na-
trium-Kalium ................................ 185
8 Thennung durch Destillation: Arsen - Antimon ..... 188
9 Indirekte Analyse: Chlorid - Bromid .............. 192
VII. Eleldroanalyse .................................... 195
Allgemeines ...................................... 195
1 Kupfer aus schwefelsaurer LOsung ................ 202
2 Silber ........................................ 205
3 Nickel ........................................ 206
4 Blei, schnellelektrolytisch ....................... 207
5 Kupfer, schnellelektrolytisch ..................... 209
VIn. Kolorimetrie und Fotometrie ........................ 211
Allgemeines ...................................... 211
1 Titan, kolorimetrisch ........................... 218
2 Eisen, kolorimetrisch in einer Aluminiumlegierung . 218
3 Mangan, kolorimetrisch ......................... 219
4 Eis~n, fotometrisch .......... . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 221
5 Kupfer, fotometrisch ........................... 222
IX. Vollstiindige Analysen von Mineralien und technischen
Produkten ............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 224
1 Dolomit ...................................... 224
1.1 Feuchtigkeitsgehalt und Gltihverlust ........... 224
1.2 LOsertickstand ............................. 224
1.3 Eisen und Aluminium .............. . . . . . . . .. 225
1.4 Calcium ................................... 225
1.5 Magnesium ................................ 226
1.6 Kohlendioxid .............................. 226
2 Messing (Bronze) .............................. 230
2.1 Zinn ...................................... 231
2.2 Blei ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 232
2.3 Kupfer .................................... 233
2.4 Eisen ..................................... 233
2.5 Zink ...................................... 233