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Quantitative Analyse von Arsen

Arsen (As) kommt in keiner Nährstofflösungen vor. Es tritt in folgenden Formen auf: Arsenit (As³⁺) und Arsenat (As⁵⁺). Es ist hoch toxisch.

Zur Bestimmung gibt es folgende Methoden:

  • Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) mit Hydrid-Generator (HG-AAS): Hohe Empfindlichkeit.
  • Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS): Sehr präzise.
  • Spektralphotometrie mit Silberdiethylthiocarbamat: Farbentwicklung durch Komplexbildung.
  • Elektrochemische Methoden (z. B. ASV): Hohe Sensitivität.
  • Iodometrische Titration: Geeignet für As³⁺.

Titration von Arsen mit Iodlösung (I₂)

1. Prinzip der Methode

Arsen(III)-Ionen (As³⁺) werden durch Iod (I₂) in saurer Lösung zu Arsen(V) oxidiert:

As³⁺ + 2 I + 2 HO As⁵⁺ + 4 I + 4 H

Der Endpunkt wird mit Stärkelösung als Indikator erkannt (blau → farblos).

 
2. Chemikalien
  • 0,01 mol/L Iodlösung (I₂)
  • 1 mol/L Salzsäure (HCl)
  • 0,1 mol/L Natriumthiosulfatlösung (Na₂S₂O₃)
  • Stärkelösung (Indikator)
 
3. Versuchsaufbau

Benötigte Geräte:

  • Bürette (25 mL, Teilung 0,1 mL)
  • Erlenmeyerkolben (250 mL)
  • Magnetrührer
  • Messpipetten (10 mL, 50 mL)
 
4. Durchführung
  1. 10 mL Nährstofflösung mit 10 mL 1 mol/L HCl versetzen.
  2. Lösung vorsichtig auf 40°C erwärmen.
  3. Langsam 0,01 mol/L Iodlösung zugeben, unter Rühren.
  4. Nach dem Verschwinden der gelben Farbe Stärkelösung hinzufügen.
  5. Weiter titrieren, bis die blaue Farbe verschwindet.
 
5. Berechnung der Arsen-Konzentration

Die Konzentration von As³⁺ berechnet sich nach:

c ( As ) = VI₂ cI₂ 12 VProbe
6. Beispielrechnung
  • Verbrauchte Iodlösung: 7,5 mL (0,0075 L)
  • Konzentration der Iodlösung: 0,01 mol/L
  • Probenvolumen: 50 mL (0,050 L)
c ( As ) = 0.0075 0.01 12 0.050 = 0.00075 mol/L = 0.75 mmol/L
Fazit

Die iodometrische Titration ist eine einfache, kostengünstige Methode zur quantitativen Bestimmung von Arsen in Nährstofflösungen. Alternativ bieten AAS oder ICP-MS höhere Genauigkeit.

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