Fällungstitration von Sulfat
Welche Maßlösungen Sulfat fällend titrieren, wie man den Endpunkt erkennt und warum andere Lösungen dafür ausscheiden.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Fällungstitration von Sulfat nutzt Kationen, die mit \(\ce{SO4^2-}\) ein schwer lösliches Salz im Verhältnis 1 : 1 bilden.
- Mit Blei(II)-nitrat-Maßlösung wird Sulfat unter potentiometrischer Indikation titriert: Am Äquivalenzpunkt springt das Potential, weil freies \(\ce{Pb^2+}\) auftritt.
- Auch Bariumnitrat-Maßlösung eignet sich, da \(\ce{BaSO4}\) sehr schwer löslich ist.
- Natriumsulfat und der Sulfatanteil von Chinidinsulfat lassen sich so bestimmen, jeweils 1 mol \(\ce{Pb^2+}\) je Formeleinheit.
- Natriumedetat bestimmt Sulfat nur indirekt über eine Rücktitration von überschüssigem Barium.
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Worum es geht
Sulfat bildet mit Blei- und Bariumionen schwer lösliche Salze. Darauf beruht seine fällende Titration, mit der man etwa Natriumsulfat oder den Sulfatanteil von Chinidinsulfat bestimmt.
Maßlösungen und Indizierung
Für eine Fällungstitration braucht man eine Maßlösung, deren Kation mit dem Analyten ein schwer lösliches Salz bildet. Für Sulfat erfüllen das zwei Kationen: \(\ce{Pb^2+}\) und \(\ce{Ba^2+}\). Beide reagieren im Verhältnis 1 : 1.
\[\ce{Pb^2+ + SO4^2- -> PbSO4 v}\]
\[\ce{Ba^2+ + SO4^2- -> BaSO4 v}\]
Blei(II)-nitrat mit potentiometrischer Indikation
Die wichtigste Variante nutzt Blei(II)-nitrat-Maßlösung. Den Endpunkt erkennt man potentiometrisch, meist mit einer bleiselektiven Elektrode. Vor dem Äquivalenzpunkt fällt jedes zugegebene \(\ce{Pb^2+}\) sofort als \(\ce{PbSO4}\) aus. Die freie Bleikonzentration bleibt winzig, das Potential ändert sich kaum. Ist alles Sulfat gefällt, reichert sich \(\ce{Pb^2+}\) an, und das Potential springt steil an.
Bariumnitrat als Maßlösung
Alternativ titriert man mit Bariumnitrat-Maßlösung. Bariumsulfat ist noch schwerer löslich als Bleisulfat, die Fällung verläuft also ebenfalls praktisch vollständig. Wie man Sulfat stattdessen wägend bestimmt, steht bei der Gravimetrie.
Beispiele
- Natriumsulfat \(\ce{Na2SO4}\): 1 mol \(\ce{Pb^2+}\) je mol Salz.
- Chinidinsulfat: Titriert wird nur der Sulfatanteil. Eine Formeleinheit enthält zwei Chinidin-Moleküle, aber ein Sulfat-Ion, verbraucht also 1 mol \(\ce{Pb^2+}\).
Die Maßlösungen für Sulfat werden im Examen gerne gefragt: Blei(II)-nitrat unter potentiometrischer Indikation oder Bariumnitrat. Achte darauf, dass das titrierende Kation selbst ein schwer lösliches Sulfat bilden muss.
Ungeeignete Maßlösungen
Daraus folgt, welche Lösungen ausscheiden. Calciumsulfat-Lösung enthält selbst Sulfat und kann es daher nicht titrieren. Kupfer(II)-chlorid hilft ebenfalls nicht, denn Kupfersulfat ist gut wasserlöslich und fällt nicht aus.
Natriumedetat-Lösung ist ein Komplexbildner und bildet mit Sulfat keinen Niederschlag. Sulfat lässt sich damit nur indirekt erfassen: Man fällt mit überschüssigem Barium und titriert den Rest komplexometrisch zurück.
Quiz
Aussage 1
Kupfer(II)-chlorid-Lösung ist eine geeignete Maßlösung für die fällende Titration von Sulfat.
Kupfersulfat ist gut wasserlöslich und fällt nicht aus. Geeignet sind Blei(II)-nitrat oder Bariumnitrat.
Aussage 2
Mit Natriumedetat-Lösung lässt sich Sulfat direkt durch Fällung titrieren.
Edetat bildet mit Sulfat keinen Niederschlag. Sulfat wird damit nur indirekt bestimmt, indem man mit überschüssigem Barium fällt und den Rest komplexometrisch zurücktitriert.
Aussage 3
Der Sulfatanteil von Chinidinsulfat lässt sich mit Blei(II)-nitrat-Maßlösung unter potentiometrischer Endpunkterkennung bestimmen.
\(\ce{Pb^2+}\) fällt das Sulfat als \(\ce{PbSO4}\), der Potentialsprung einer bleiselektiven Elektrode zeigt den Äquivalenzpunkt.
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