Calconcarbonsäure: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 22. Februar 2012, 22:23 Uhr

Calconcarbonsäure
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Titration		quantitative Analyse

Calconcarbonsäure ist ein Nachweisreagenz zur komplexometrischen Bestimmung von Calcium. Man nutzt hierbei den Effekt, dass Calcium mit verschiedenen Liganden unterschiedlich farbige Komplexe bildet.

Herstellung der Calconcarbonsäure-Lösung

Calconcarbonsäure ist in Wasser unlöslich, in Ethanol löst sie sich mit violetter Farbe, in Alkalihydroxidlösung löst sie sich unter Salzbildung mit blauer Farbe auf. Laborüblicher Ansatz ist eine Lösung von 0,4 g Calconcarbonsäure in 100 mL Ethanol.

Laborpraxis: Bestimmung des Calciumgehaltes in Trinkwasser

Mit der Nahrung sollten täglich ca. 700 mg Calcium aufgenommen werden. Ein Grenzwert für den Calciumgehalt in Trinkwasser gemäß Trinkwasserverordnung in der gültigen Fassung ist NICHT festgelegt, in der Altfassung von 1990 lag der Grenzwert für Ca bei 400 mg/L.

Eine Wasserprobe soll auf ihren Calciumgehalt überprüft werden. Dies kann z. B. mit Hilfe der Calconcarbonsäure erfolgen.

Bei der Titration Calciumionen gegen EDTA mit Calconcarbonsäure als Indikator lassen sich zwei konkurrierende Komplex-Reaktionen der Calciumionen beobachten:

• Ca²⁺-Ionen bilden mit Calconcarbonsäure einen roten Komplex, der vergleichsweise instabil ist.

• Ca²⁺-Ionen bilden mit EDTA einen stabileren blauen Komplex im Stoffmengenverhältnis 1:1.
  

Titration

In einem Erlenmeyerkolben werden 100 mL der Ca-haltigen Probelösung durch Zugabe von ca. 10 mL Natronlauge (c = 0,1 mol/L) auf einen pH-Wert von 12 eingestellt und 1 mL Calconcarbonsäure-Lösung hinzugegeben. Die Bürette wird mit der Na₂-EDTA-Maßlösung (c = 0,1 mol/L) befüllt und bis zur Farbänderung von rotviolett nach blau titriert.

Das Calcium im roten Calconcarbonsäure-Komplex wird bei Zugabe von EDTA nach und nach in den blauen EDTA-Komplex überführt. Aus der bis zum Farbumschlag hinzu gegebenen EDTA-Menge lässt sich die Ca-Konzentration der Probelösung und damit die Menge des ursprünglich vorhandenen Calciums berechnen. Bei einem Messwert von z. B. V(EDTA) = 23 mL:

Aus diesem Zwischenergebnis und lässt sich über die molaren Massen von Ca die absolute Menge an Calcium berechnen, die in der Lösung enthalten ist:

• Gegeben: M(Ca) = 40,08 g · mol⁻¹ gemäß PSE; V(Ca-Lsg.) = 100 mL; c(Ca-Lsg.) gemäß Zwischenergebnis, z. B. 0,023 mol/L
• Gesucht: m(Ca)

• Lösung: m = M · n und n = c · Vm(Ca) = c · V · M

• Einsetzen: m(Ca) = 0,023 mol/L · 0,1 L · 40,08 g · mol⁻¹

• Antwort: m(Ca) = 0,092 g = 92,2 mg.

• Bewertung: Der Calciumgehalt der Trinkwasserprobe wird mit 92,2 mg / 100 mL bestimmt, das entspricht einem Gehalt von 922 mg/L. Im Vergleich zum (nicht mehr gültigen) Grenzwert aus der Altfassung der Trinkwasserverordnung von 1990 liegt der Probe-Wert mehr als doppelt so hoch. Gemessen an der Empfehlung, mit der Nahrung täglich ca. 700 mg Calcium aufzunehmen, kann der Messwert als unbedenklich gelten.

Störung durch Magnesium

Da EDTA auch mit Magnesium-Ionen Komplexe bildet, wird Natronlauge zugesetzt, um die Magnesium-Ionen auszufällen, andernfalls würde man einen vermeintlich höheren Gehalt, also die Summe von Magnesium und Calcium bestimmen.

Sicherheitshinweise

Bei der Verwendung von Calconcarbonsäure beim Experimentieren gilt:

Auf Chemikalien-Gefäßen finden sich codierte Hinweise auf Gefährdungen und entsprechende Vorsorgemaßnahmen beim Umgang mit dieser Chemikalie. Diese sogenannten H- & P-Sätze hängen gemeinsam mit den Arbeitsregeln für Schülerexperimente als Betriebsanweisung im Chemieraum aus und müssen in jedem Fall beachtet werden!

Weblinks

• Calconcarbonsäure als Google-Suchbegriff
• Calconcarbonsäure in der Wikipedia
• Calconcarbonsäure hier in bs-wiki.de mit Google
• Calconcarbonsäure als Youtube-Video
• Michaela Kampner: Quantitative Calciumgehaltsbestimmung der Milch, Auszug aus der Examensarbeit: Schulversuche mit Milch und Einsatzmöglichkeiten im Chemieunterricht. Hinweis: Die wasserunlösliche Calconcarbonsäure nicht im giftigen Methanol, sondern in Ethanol lösen.