1 Einführung und Grundbegriffe | 13 |
Gravimetrie und Titrimetrie | 13 |
Einteilung der Titrationen | 16 |
2 Praktische Grundlagen der Maßanalyse | 19 |
2.1 Geräte zur Volumenmessung | 20 |
2.1.1 Messgeräte | 20 |
Messkolben | 22 |
Messzylinder | 24 |
Pipetten | 26 |
Büretten | 38 |
2.1.2 Reinigung und Trocknung | 49 |
2.1.3 Prüfung von Messgeräten | 51 |
Temperaturkorrektur | 51 |
Auftriebskorrektur | 51 |
Prüfmittelüberwachung | 54 |
Fehlerbetrachtung | 57 |
2.2 Lösungen für die Maßanalyse | 59 |
2.2.1 Empirische Lösungen, Normallösungen, Maßlösungen | 59 |
Stoffmenge | 61 |
Äquivalentteilchen | 62 |
Molare Masse | 64 |
Gehalt von Lösungen | 65 |
2.2.2 Herstellung von Maßlösungen | 72 |
2.3 Berechnung des Analysenergebnisses | 75 |
3 Maßanalysen mit chemischer Endpunktbestimmung | 79 |
3.1 Säure-Base-Titrationen | 79 |
3.1.1 Theoretische Grundlagen | 79 |
Säuren und Basen | 79 |
Autoprotolyse des Wassers | 84 |
Wasserstoffionenkonzentration und pH-Wert | 88 |
Stärke von Säuren und Basen | 90 |
Berechnung von pH-Werten | 94 |
Pufferlösungen | 104 |
3.1.2 Titrationskurven | 106 |
Titration starker Säuren und Basen | 107 |
Titration schwacher Säuren und Basen | 108 |
3.1.3 Säure-Base-Indikatoren | 111 |
Indikatorumschlag | 111 |
Indikatorauswahl | 116 |
3.1.4 Praktische Anwendungen | 118 |
Einstellung von Säuren | 118 |
Einstellung von Laugen | 121 |
Bestimmung starker und schwacher Basen | 123 |
Bestimmung des Gesamtalkaligehaltes von technischem Natriumhydroxid | 123 |
Bestimmung von Carbonaten sowie von Hydroxiden und Carbonaten nebeneinander | 124 |
Bestimmung von Carbonat und Hydrogencarbonat nebeneinander | 125 |
Bestimmung von Borax | 126 |
Bestimmung von Stickstoff nach Kjeldahl | 126 |
Bestimmung des Stickstoffgehaltes von Salpeter | 128 |
Bestimmung des Stickstoffgehaltes von Steinkohle | 129 |
Bestimmung des Gesamtstickstoffgehaltes eines Gartendüngers | 129 |
Wasserfreie Titrationen | 129 |
Bestimmung von Nicotinamid | 130 |
Bestimmung von Fenbendazol | 130 |
Bestimmung von Pantoprazol | 131 |
Bestimmung des Formaldehyds nach dem Sulfitverfahren | 131 |
Bestimmung starker und schwacher Säuren | 132 |
Bestimmung von Schwefelsäure | 132 |
Bestimmung von Essigsäure | 133 |
Bestimmung von Borsäure | 134 |
Bestimmung von Magnesium durch Rücktitration | 135 |
Fällungsverfahren mit Anzeige der pH-Änderung | 136 |
Bestimmung von Magnesium durch direkte Titration | 136 |
Bestimmung von Ammoniumsalzen | 137 |
Bestimmung von Phosphorsäure | 137 |
Bestimmung nach Ionenaustausch | 138 |
Säurezahl, Verseifungszahl und Esterzahl bei der Untersuchung von fetthaltigen Arzneimitteln und Lebensmitteln | 142 |
Bestimmung der Säurezahl | 142 |
Bestimmung der Verseifungszahl | 143 |
Bestimmung von Ethinylestradiol | 143 |
3.2 Fällungstitrationen | 143 |
3.2.1 Theoretische Grundlagen | 144 |
Lösegleichgewicht | 144 |
Löslichkeitsprodukt und Löslichkeit | 144 |
3.2.2 Titrationskurven | 146 |
3.2.3 Methoden der Endpunktbestimmung | 148 |
3.2.4 Bestimmung des Silbers und argentometrische Bestimmungen | 151 |
Herstellung der Maßlösungen | 151 |
Bestimmung von Silber nach Gay-Lussac | 152 |
Bestimmung nach Volhard | 153 |
Bestimmung nach Mohr | 156 |
Bestimmung nach Fajans | 158 |
Bestimmung von Cyanid nach Liebig | 159 |
3.3 Oxidations- und Reduktionstitrationen | 160 |
3.3.1 Theoretische Grundlagen | 160 |
Oxidation und Reduktion | 160 |
Oxidationszahl | 162 |
Redoxpotential | 165 |
3.3.2 Permanganometrische Bestimmungen | 167 |
Herstellung der Kaliumpermanganatlösung | 168 |
Bestimmung von Eisen in schwefelsaurer Lösung | 172 |
Bestimmung von Eisen in salzsaurer Lösung | 175 |
Bestimmung von Uran und von Phosphat | 178 |
Bestimmung von Oxalat | 179 |
Bestimmung von Calcium | 179 |
Bestimmung von Wasserstoffperoxid | 180 |
Bestimmung von Peroxodisulfat | 180 |
Bestimmung von Nitrit | 180 |
Bestimmung von Hydroxylamin | 181 |
Bestimmung von Mangan(IV) | 181 |
Bestimmung von Mangan(II) | 182 |
Bestimmung von Chrom in Stahl | 184 |
3.3.3 Dichromatometrische Bestimmungen | 185 |
Herstellung der Dichromatlösung | 186 |
Bestimmung von Eisen durch Tüpfelreaktion | 187 |
Bestimmung von Eisen mit Redoxindikatoren | 188 |
3.3.4 Cerimetrische Bestimmungen | 189 |
Herstellung der Cer(IV)-sulfatlösung | 189 |
Bestimmung von Eisen | 190 |
Bestimmung von Nitrit | 190 |
Bestimmung von Hexacyanoferrat(II) | 191 |
Bestimmung von Nifedipin | 191 |
3.3.5 Ferrometrische Bestimmungen | 192 |
Herstellung der Eisen(II)-sulfatlösung | 192 |
Bestimmung von Chromat(VI) und Chrom (III) | 193 |
Bestimmung von Chrom in Stahl | 193 |
Bestimmung von Vanadium | 193 |
3.3.6 Bromatometrische Bestimmungen | 194 |
Herstellung der Kaliumbromatlösung | 195 |
Bestimmung von Arsen und Antimon | 195 |
Bestimmung von Bismut | 195 |
Bestimmung von Hydroxylamin | 196 |
Bestimmung von Metallionen als Oxinato-Komplexe | 196 |
Bestimmung von Aluminium | 197 |
3.3.7 Iodometrische Bestimmungen | 197 |
Endpunkterkennung | 199 |
Herstellung der Stärkelösung | 200 |
Herstellung der Natriumthiosulfatlösung | 201 |
Einstellung der Natriumthiosulfatlösung | 202 |
Herstellung der Iodlösung | 204 |
Bestimmung von Sulfiden | 205 |
Bestimmung von Sulfiten | 206 |
Bestimmung von Hydrazin | 206 |
Bestimmung von Arsen und Antimon | 206 |
Bestimmung von Zinn | 207 |
Bestimmung von Quecksilber | 208 |
Bestimmung von Iodid | 208 |
Bestimmung des Hypochlorits | 209 |
Bestimmung von Chlorat, Bromat, Iodat und Periodat | 210 |
Bestimmung von Wasserstoffperoxid | 210 |
Bestimmung der Peroxidzahl | 211 |
Bestimmung höherer Oxide | 212 |
Bestimmung von Kupfer | 215 |
Bestimmung von Sauerstoff nach Winkler | 217 |
Bestimmung von Iodzahl | 218 |
3.3.8 Bestimmung von Mangan in Stahl mit Arsenit-Maßlösung | 219 |
Herstellung der Natriumarsenitlösung | 219 |
Bestimmung von Mangan in Stahl | 219 |
3.3.9 Bestimmungen mit Formiat-Maßlösung | 220 |
Herstellung der Natriumformiatlösung | 221 |
Bestimmung von Hypophosphit (Phosphinat) | 221 |
Bestimmung von Phosphit (Phosphonat) | 221 |
3.3.10 Weitere Möglichkeiten der Redoxtitration | 222 |
3.4 Komplexbildungstitrationen | 222 |
3.4.1 Grundlagen der Komplexbildung | 223 |
Bezeichnungen und Definitionen | 223 |
Aufbau der Komplexe | 224 |
Nomenklaturregeln | 226 |
Stabilitätskonstante | 226 |
3.4.2 Grundlagen der Komplexbildungstitrationen | 227 |
3.4.3 Indikation des Endpunktes | 230 |
3.4.4 Chelatometrische Bestimmungen | 232 |
Herstellung der EDTA-Lösung | 232 |
Bestimmung von Magnesium | 232 |
Bestimmung von Calcium | 233 |
Bestimmung der Wasserhärte | 234 |
Bestimmung von Zink und Cadmium | 235 |
Bestimmung von Kupfer | 236 |
Bestimmung von Aluminium | 237 |
Bestimmung von Bismut | 237 |
Bestimmung von Eisen | 237 |
Bestimmung von Phosphat | 238 |
Bestimmung von Sulfat | 239 |
Carbamatometrische Titrationen | 239 |
Bestimmung von Quecksilber | 240 |
4 Maßanalysen mit physikalischer Endpunktbestimmung | 241 |
4.1 Übersicht über die Indikationsmethoden | 241 |
4.2 Photometrische Titrationen | 243 |
4.2.1 Theoretische Grundlagen | 244 |
4.2.2 Praktische Anwendungen | 246 |
Bestimmung von Calcium | 246 |
4.3 Konduktometrische Titrationen | 248 |
4.3.1 Theoretische Grundlagen | 249 |
4.3.2 Die Titriervorrichtung | 252 |
4.3.3 Leitfähigkeitsmessung | 254 |
4.3.4 Praktische Anwendungen | 256 |
Säure-Base-Titrationen | 256 |
Fällungstitrationen | 258 |
Leitfähigkeitstitrationen bei erhöhten Temperaturen | 259 |
4.3.5 Hochfrequenztitration | 260 |
4.4 Potentiometrische Titrationen | 262 |
4.4.1 Theoretische Grundlagen | 263 |
4.4.2 Indikatorelektroden | 268 |
Metallelektroden | 268 |
Ionenselektive Elektroden (ISE) | 271 |
4.4.3 Bezugselektroden | 279 |
4.4.4 Messketten | 281 |
4.4.5 Stromlose Potentialmessung | 283 |
4.4.6 Praktische Anwendungen | 286 |
Fällungs- und Komplexbildungstitrationen | 287 |
Säure-Base-Titrationen | 289 |
Oxidations- und Reduktionstitrationen | 290 |
4.4.7 Auswertung | 294 |
4.5 Titrationen mit polarisierten Elektroden | 299 |
4.5.1 Polarisation von Elektroden | 299 |
4.5.2 Voltametrische Titrationen | 301 |
4.5.3 Amperometrische Titrationen | 303 |
4.5.4 Biamperometrische oder Dead-stop-Titrationen | 304 |
Wasserbestimmung nach Karl Fischer | 305 |
4.6 Coulometrische Titrationen | 309 |
4.6.1 Theoretische Grundlagen | 309 |
4.6.2 Praktische Anwendungen | 312 |
Bestimmung von Arsen mit Dead-stop-Indikation | 312 |
Bestimmung von Thiosulfat | 312 |
Alkalimetrische Titrationen | 313 |
Komplexometrische Titrationen | 313 |
Argentometrische Titration | 313 |
Redoxtitrationen | 314 |
Coulometrische Wasserbestimmung nach Karl Fischer | 314 |
4.7 Fließinjektionsanalyse | 316 |
4.7.1 Die Geräte | 317 |
4.7.2 Das FIA-System (Manifold) | 319 |
4.7.3 Die Detektoren | 322 |
4.7.4 Sequenzielle Injektions Analyse (SIA) | 323 |
4.7.5 Zusammenfassung und Ausblick | 323 |
5 Instrumentelle Maßanalyse | 325 |
5.1 Apparative Entwicklung | 325 |
5.2 Registrierende Titratoren | 327 |
5.3 Endpunkttitratoren | 329 |
5.4 Digitale Titriersysteme | 330 |
6 Überblick über die Geschichte der Maßanalyse | 335 |
Anhang | 345 |
Gehaltsangaben für gebräuchliche Laborlösungen | 345 |
Chemische Elemente | 346 |
Literaturverzeichnis | 349 |
Namenregister | 359 |
Sachregister | 363 |