Wasseraufbereitung - Praktikum Physikalische Chemie - page 142

(meist Methanol oder für längerkettige Verbindungen Propan-1-ol) und der Base,
die möglichst einen Bereich von pH D 5bispH D 7 gewährleisten muss, in dem
die Reaktion schnell und stöchiometrisch abläuft. Als geeignet hat sich Imidazol
erwiesen.
In der Praxis haben sich drei Grundformen der KF-Titration durchgesetzt:

die volumetrische Titration mit einem Einkomponenten-KF-Reagenz
die volumetrische Titration mit einem Zweikomponenten-KF-Reagenz
die coulometrische Bestimmung.

Die volumetrischen Titrationen werden bevorzugt zur Bestimmung von Wasser-
mengen im Bereich von 1 bis 100 mg benutzt, während die Coulometrie als Mi-
kromethode für Mengen zwischen 10 g und 10mg geeignet ist.
Bei der coulometrischen Methode wird das für die KF-Titration benötigte Iod di-
rekt in einem vorgelegten Elektrolyten durch anodische Oxidation elektrochemisch
aus Iodid erzeugt.

2I ! I 2 C 2e : (3.43)

Solange Wasser vorhanden ist, wird das erzeugte Iod sofort verbraucht. Ein Iodüber-
schuss zeigt das Ende der Titration an. Da das umgesetzte Wasser der umgesetzten
Ladungsmenge ( D Stromstärke Zeit) proportional ist, kann aus dem Stromver-
brauch der Wassergehalt der Probe errechnet werden.
Für die KF-Coulometrie gibt es handelsübliche Geräte. Der für den Benutzer
wesentliche Teil ist die coulometrische Zelle (Abb. 3.5 ) . Sie besteht aus dem An-
odenraum, in dem die eigentliche KF-Reaktion abläuft, und einem Kathodenraum.
Im Anodenraum wird das Iod erzeugt, das mit den sogenannten KF-Reagenzien
(siehe oben) reagiert, wobei das Wasser verbraucht wird. Anode und Kathode sind
in der Generatorelektrode enthalten. Es gibt sowohl Zellen, bei denen Anode und
Kathode durch ein Diaphragma voneinander getrennt sind, als auch diaphragmalose
Zellen. Bei Letzteren laufen Anoden- und Kathodenreaktion im gleichen Elektro-
lyten ab. Die Kathodenreaktion darf deshalb keine Nebenprodukte produzieren,
die ihrerseits oxidierbar wären. Sie würden sonst Wasser vortäuschen. Eine solche
diaphragmalose Zelle wird im Praktikumsversuch verwendet. Die Endpunktindi-
kation erfolgt voltammetrisch, indem zwei Indikatorelektroden (als eine Indikator-
elektrode in Abb. 3.5 bezeichnet) ein Wechselstrom konstanter Stärke aufgeprägt
wird. Dadurch entsteht an den Indikatorelektroden eine Spannungsdifferenz, die
beim Vorhandensein geringster Mengen freien Iods drastisch abnimmt, wodurch
der Endpunkt erkennbar ist. Bei der Handhabung ist der Ausschluss von Feuchtig-
keit besonders zu beachten, denn die Coulometrie ist eine Mikromethode und schon
geringste Feuchtigkeitsmengen verursachen gravierende Fehler. 1ml Luft enthält
durchschnittlich 10 g Wasser!

Bei der Destillationsmethode wird das in der Probe enthaltene Wasser mittels
eines Schleppmittels in eine Vorlage überdestilliert. Als Schlepper werden mit Was-
ser nicht mischbare Azeotropbildner eingesetzt. In der Destilliervorlage setzt sich
das Wasser vom Azeotropbildner ab (Abb. 3.6 ) , so dass über die Menge des abge-
setzten Wassers und die Probeneinwaage der Wassergehalt berechnet werden kann.