Was ist bei der Standardisierung von Titriermitteln zu beachten?

Wenn Sie regelmäßig Titrationen durchführen, dann haben Sie sicher schon von der Standardisierung des Titriermittels gehört. Bei der Durchführung einer Standardisierung bestimmen Sie den Titer, einen Korrekturfaktor für Ihre Titriermittelkonzentration, da dieser normalerweise nicht genau dem Wert entspricht, der auf dem Etikett der Reagenzienflasche angegeben ist. In diesem Blogeintrag möchte ich Ihnen einige wertvolle Informationen darüber geben, warum die Standardisierung wichtig ist und wie man den Titer bestimmt.

Bitte beachten Sie, dass sich dieser Blogeintrag nicht mit der Standardisierung von Karl-Fischer-Titriermitteln befasst. Lesen Sie den folgenden Artikel über KF-Titriermittel.

Titerbestimmung bei der Karl-Fischer-Titration

Klicken Sie auf eines der folgenden Themen, um direkt zu diesem Abschnitt zu springen:

• Was ist der Titerfaktor?
• Warum sollten Sie Ihr Titriermittel standardisieren?
• Was kann ich tun, um Veränderungen des Titerfaktors zu verhindern?
• Wie oft sollte ich mein Titriermittel standardisieren?
• So bestimmen Sie den Titer
• Was sind Primärstandards?
• Wie berechnet man den Titerfaktor?

Was ist der Titerfaktor?

Die Titration ist eine absolute Methode (oder Primärmethode), d. h. es ist äußerst wichtig, die genaue Konzentration des verwendeten Titriermittels zu kennen, damit Ihre Ergebnisse genau und von anderen Analytikern wiederholbar sind. Aus diesem Grund müssen Sie eine Standardisierung durchführen.

Normalerweise wird der Unterschied zwischen der Nennkonzentration (z. B. 0,1 mol/L) und der absoluten Konzentration (z. B. 0,0998 mol/L) durch einen dimensionslosen Faktor (z. B. 0,0998) angegeben. Die absolute Konzentration erhält man durch Multiplikation der Nennkonzentration mit diesem Faktor, der üblicherweise als «Titer» bezeichnet wird. In manchen Fällen wird auch die absolute Konzentration als «Titer» bezeichnet.

In den folgenden Abschnitten werde ich die Grundlagen der Standardisierung erörtern, unabhängig davon, ob Sie das Wort «Titer» für den Korrekturfaktor oder für die absolute Konzentration verwenden.

Warum sollten Sie Ihr Titriermittel standardisieren?

Die genaue Kenntnis der Titriermittelkonzentration ist wichtig für korrekte Titrationsergebnisse. Dies gilt insbesondere für selbst hergestellte Titriermittel, aber auch für im Handel erhältliche Titriermittel ist dies ein wichtiger Schritt. Titriermittel können mit der Zeit altern, so dass sich ihre Konzentration ändert.

So nehmen beispielsweise alkalische Titriermittel wie NaOH oder KOH CO₂ aus der Umgebungsluft auf, oder jodhaltige Lösungen geben Jod ab. Daher gibt Ihnen die Standardisierung mehr Sicherheit, um korrekte Ergebnisse für Ihre Titrationen zu erhalten.

Was kann ich tun, um Veränderungen des Titerfaktors zu verhindern?

Das hängt davon ab, welches Titriermittel Sie für die Analyse verwenden. Am einfachsten ist es, die Flasche, in der Sie Ihr Titriermittel aufbewahren wollen, zu berücksichtigen. Einige Titriermittel sind lichtempfindlich und sollten in dunkelbraunen oder undurchsichtigen Glasflaschen aufbewahrt werden. Andere können mit Glas reagieren und werden am besten in Plastikflaschen aufbewahrt.

Titriermittel, die vorzugsweise in Braunglasflaschen aufbewahrt werden:

• Iod (I₂)
• Kaliumpermanganat (KMnO₄)
• Silbernitrat (AgNO₃)

Titriermittel, die am besten in Plastikflaschen aufbewahrt werden:

• Wässrige Basen (z. B. NaOH, KOH)
• Nichtwässrige Basen (z. B. TBAOH)

Titriermittel, für die Natronkalk als CO₂-Absorber verwendet wird:

• Wässrige und nichtwässrige Basen (z. B. NaOH, KOH, TBAOH)
• Natriumthiosulfat (Na₂S₂O₃)

Titriermittel, für die Molekularsieb zur Feuchtigkeitsadsorption verwendet wird:

• Perchlorsäure (HClO₄) in Eisessig
• Karl-Fischer-Titriermittel

Wie oft sollte ich mein Titriermittel standardisieren?

Diese Frage lässt sich nicht allgemein beantworten. Die Häufigkeit der Titriermittel-Standardisierung hängt von mehreren Faktoren ab, wie z. B. der Stabilität des Titriermittels, der Anzahl der Titrationen pro Tag/Woche/Monat und der erforderlichen Genauigkeit Ihrer Ergebnisse.

Sie sollten immer eine Standardisierung durchführen, wenn Sie eine Titriermittelflasche zum ersten Mal öffnen.

Die folgende Tabelle ist ein Leitfaden, der Ihnen bei der Festlegung der Häufigkeit der Standardisierung Ihrer Titriermittel helfen soll. Wenn Sie sich über die Stabilität Ihres Titriermittels unsicher sind, führen Sie über einen längeren Zeitraum häufige Standardisierungen (z. B. täglich) durch, bis Sie anhand der erhaltenen Titerdaten den optimalen zeitlichen Abstand der Standardisierung festlegen können. Die erhaltenen Daten zeigen Ihnen, wie stark sich Ihr Titer im Laufe der Zeit verändert, und Sie können dann eine geeignete Bestimmungshäufigkeit wählen. Neuere Software bietet die Möglichkeit, Ihren Titer zu überwachen. Dies wird Ihnen bei dieser Aufgabe ebenfalls helfen.

Stabile Titriermittel:

• Wässrige Säuren (z. B. HCl, H₂ALSO₄)
• EDTA
• Silbernitrat (AgNO₃)
• Natriumthiosulfat (Na₂S₂Ö₃)
• Kationische und anionische Tenside

Instabile Titriermittel:

• Wässrige und nichtwässrige Basen (z. B. NaOH, KOH, TBAOH)
• Nichtwässrige Säuren (z. B. HClO₄)
• Iodlösung alkoholisch (I₂) oder wässerig (Iod-Iodkalium)
  
• Kaliumpermanganat (KMnO₄)

Wie bestimmen Sie den Titer

Der Titer wird mit einem Primärstandard oder einem Titriermittel, dessen Titerfaktor schon gestellt wurde, bestimmt. In jedem Fall ist darauf zu achten, dass die Standardisierung bei der gleichen Temperatur wie die Probentitration durchgeführt wird, da die Temperatur die Dichte des Titriermittels beeinflusst. Titriermittel dehnen sich bei höheren Temperaturen aus, wodurch ihr Titerfaktor sinkt. 
 
Es würde den Rahmen dieses Blogs sprengen, die Standardisierung für jedes Titriermittel zu beschreiben. Ich zeige daher hier nur allgemein das Verfahren der Titerbestimmung für beide Fälle - mit einem Primärstandard oder einem Titriermittel, dessen Titer schon gestellt wurde. Wenn Sie mehr darüber wissen wollen, welcher Primärstandard für welches Titriermittel empfohlen wird, dann lesen Sie unser entsprechendes Application Bulletin.

AB-206: Titerbestimmung in der Potentiometrie

Wenn Sie einen Primärstandard verwenden, trocknen Sie ihn einige Stunden lang bei einer geeigneten Temperatur. Lassen Sie ihn in einem Exsikkator abkühlen, bis die Substanz Raumtemperatur erreicht hat, und wiegen Sie dann eine angemessene Menge des getrockneten Standards für die Titration ab. Die Einwaage des Standards hängt von der Konzentration des Titriermittels und vom Volumen der Bürette ab. Ich empfehle ein Standardgewicht, das zu einem Äquivalenzpunkt bei etwa 50% des Bürettenvolumens führt. Bei einem Gewicht von weniger als 100 mg empfehle ich, eine Standardlösung mit dem Primärstandard herzustellen, da sonst der Wägefehler zu groß wird.

Nachdem Sie Ihren Standard eingewogen oder Ihre Standardlösung in ein Becherglas pipettiert haben, fügen Sie genügend Verdünnungsmittel (Lösungsmittel oder Wasser) hinzu, um den Mess- und Referenzteil des Sensors einzutauchen, und starten Sie die Titration.

Wenn Sie ein bereits standardisiertes Titriermittel verwenden, ist das Verfahren etwas einfacher. Vergessen Sie nicht: Dieses Titriermittel sollte frisch mit einem Primärstandard standardisiert sein. Pipettieren Sie eine entsprechende Menge des standardisierten Titriermittels genau in ein Titriergefäß. Geben Sie genügend Verdünnungsmittel (Lösungsmittel oder Wasser) hinzu, um den Mess- und Referenzteil des Sensors einzutauchen, und starten Sie die Titration.

Was sind Primärstandards?

Primärstandards erfüllen mehrere Kriterien und eignen sich daher hervorragend für die Standardisierung von Titriermitteln. Typische Anforderungen an Primärstandards sind:

• hohe Reinheit und Stabilität
• geringe Hygroskopie (um Gewichtsveränderungen zu minimieren)
• hohes Molekulargewicht (zur Minimierung von Wägefehlern)

Außerdem sind sie auf Standardreferenzmaterialien rückführbar (z. B. NIST-rückführbar).

Wie berechnet man den Titerfaktor?

Nachdem Sie die Titrationen für die Standardisierung durchgeführt haben, ist es nun an der Zeit, den Titerfaktor (=Titer) zu berechnen. Auch hier unterscheidet sich die Formel für die Berechnung geringfügig, je nachdem, ob Sie einen festen, trockenen Primärstandard oder eine Standardlösung/ein standardisiertes Titriermittel verwendet haben.

Für einen festen, trockenen Primärstandard verwenden Sie die folgende Formel:

Für eine Standardlösung/ein standardisiertes Titriermittel verwenden Sie die folgende Formel:

Zusammenfassung:

Die Standardisierung des Titriermittels ist nicht schwierig. Beachten Sie jedoch folgendes:

• Führen Sie die Standardisierung regelmäßig durch - auch für fertige Titriermittel, um die Genauigkeit Ihrer Ergebnisse zu verbessern.
• Verwenden Sie trockene Primärstandards oder frisch standardisierte Titriermittel.
• Führen Sie die Standardisierung bei der gleichen Temperatur wie die Probentitration durch.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie Ihre Titration verbessern können, lesen Sie unseren Artikel unten, in dem Sie einige praktische Tipps finden.

So übertragen Sie die manuelle Titration auf die Autotitration

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