Eisen liegt in Nährstofflösungen meist als Fe²⁺ (z. B. in Chelaten) oder Fe³⁺ (freies Eisen) vor. pH- Werte über 6,5 verringern die Eisenlöslichkeit stark. Chelatbildner (z. B. DTPA, Zitronensäure oder EDTA) werden häufig zugesetzt, um die Eisenlöslichkeit über einen größeren pH-Bereich zu erhöhen. In der Literatur finden sich Empfehlungen zwischen 2 ppm ( 0.0358 mmol/L) und 5 ppm (0.0895 mmol/L).  Somit ist eine Titration der Nährstofflösung mit ausreichender Genauigkeit möglich.

Folgende Methoden werden zur Bestimmung verwendet:

• Komplexometrische Titration mit EDTA: Häufig verwendete Methode für Fe³⁺.
• Spektrophotometrie mit Phenanthrolin: Für Fe²⁺.
• Atomabsorptionsspektroskopie (AAS): Hochpräzise Laboranalyse.
• ICP-OES: Genau für Mehrfachmessungen, aber aufwendig.

Detaillierte Titration von Eisen mit EDTA

1. Prinzip der Methode

Eisen(III)-Ionen (Fe³⁺) bilden mit EDTA (C₁₀H₁₆N₂O₈) einen stabilen Chelatkomplex:

Das Endpunkt-Erkennen erfolgt mit dem Indikator Xylenolorange, der von Rot nach Gelb umschlägt.

2. Chemikalien

• 0,01 mol/L EDTA-Lösung
• Xylenolorange (Indikator)
• Essigsäure/Natriumacetat-Pufferlösung (pH 5-6)
• Destilliertes Wasser

3. Versuchsaufbau

Benötigte Geräte:

• Bürette (50 mL, Teilung 0,1 mL)
• Erlenmeyerkolben (250 mL)
• Pipette (10 mL)
• Magnetrührer

4. Durchführung

1. 10 mL der Nährstofflösung in einen 250-mL-Erlenmeyerkolben geben.
2. 5 mL Acetat-Pufferlösung (pH 5-6) hinzufügen.
3. 2-3 Tropfen Xylenolorange als Indikator zugeben (Farbe: Rot).
4. Mit 0,01 mol/L EDTA-Lösung titrieren, bis sich die Farbe von Rot nach Gelb ändert.

5. Berechnung der Eisen-Konzentration

Die Eisen-Konzentration berechnet sich nach folgender Formel:

6. Beispielrechnung:

• EDTA-Konzentration: 0,01 mol/L
• Verbrauchtes Volumen: 12,4 mL (0,0124 L)
• Probenvolumen: 50 mL (0,050 L)

Fazit