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3.8 Bestimmung von Wasser in Öl
3.8.1 Aufgabenstellung
Die Zielsetzung des Versuches besteht darin, Analysenverfahren zur Bestimmung
geringer Wassergehalte in verschiedenen Ölproben kennenzulernen. Für die Be-
stimmung kleinster Mengen ist die coulometrische Karl-Fischer-Titration anzuwen-
den, für Gehalte
>0
,1% die Destillationsmethode. Mittels Viskositätsmessungen
ist der Einfluss des Wassergehalts auf das Fließverhalten des Öls zu untersuchen.
3.8.2 Theoretische Grundlagen
Der Wassergehalt in einer Probe kann durch verschiedene Methoden bestimmt wer-
den. Dazu zählen die sogenannte Karl-Fischer-Titration, die Destillationsmetho-
de sowie die Bestimmungen durch Absorption, durch den Gewichtsverlust beim
Trocknen oder durch Infrarotspektroskopie.
Die einfachste Möglichkeit ist sicher die Bestimmung des Gewichtsverlustes
beim Trocknen. Dabei muss sichergestellt sein, dass der Gewichtsverlust eindeu-
tig der Wasserabgabe zuzuordnen ist.
Als Absorptionsmittel für Wasser eignet sich beispielsweise wasserfreies Ma-
gnesiumperchlorat. Eine Probe wird dazu erhitzt und der abgegebene Wasserdampf
mit einem trockenen Gasstrom in ein vorher gewogenes Absorptionsrohr geführt,
das mit dem Absorptionsmittel gefüllt ist. Der Wassergehalt wird durch Bestim-
mung der Gewichtszunahme der Absorptionsapparatur ermittelt.
Die infrarotspektroskopische Bestimmung beruht darauf, dass Wasser im NIR-
Bereich bei 960 nm und 1140 nm jeweils eine starke Absorptionsbande, bedingt
durch Schwingungsanregung, besitzt.
1935 veröffentlichte Karl Fischer sein „Neues Verfahren zur Bestimmung von
Wasser...“ und initiierte damit eine weltweite Anwendung. In ihrer ursprüngli-
chen Form besteht die
K
arl-
F
ischer-Methode in der Titration von Wasser mit einer
wasserfreien methanolischen Lösung, die Iod, Schwefeldioxid und überschüssiges
Pyridin enthält. Moderne Reagenzlösungen für die KF-Titration enthalten statt Py-
ridin andere, weniger unangenehme Basen und sind dem klassischen Gemisch in
jeder Hinsicht überlegen. Für den Fall alkoholischer Lösungen mit geeigneten Ba-
sen R'Nmuss nach heutigen Erkenntnissen folgende Reaktionsgleichung formuliert
werden:
R-OH
C
SO
2
C
R
0
N
! Œ
R
0
NH
SO
3
R
(3.41)
H
2
O
C
I
2
C Œ
R
0
NH
SO
3
R
C
2R
0
N
! Œ
R
0
NH
SO
4
R
C
2
Œ
R
0
NH
I
(3.42)
Das Schwefeldioxid bildet mit dem Alkohol einen Ester, der durch die Base neu-
tralisiert wird. Das Anion der alkylschwefligen Säure ist die reaktive Komponente.
Bei der Wassertitration wird es durch das Iod zu Alkylsulfat oxidiert. Je Mol Was-
ser wird ein Mol Iod verbraucht. Wichtig sind die richtige Wahl des Lösungsmittels
