Titration bei Kupferbestimmung nach Häen-Low

Question

Aufgabe:

Bei der Kupferbestimmung nach de Häen-Low reagiert Cu(II) mit Iodid zu
Cu(I) und Iod. 45mL einer unbekannten Probe werden mit 1g KI versetzt und
das entstandene Iod mit Natriumthiosulfat (c = 0,0502M) zu Iodid und
Natriumtetrathionat (Na2S4O6) titriert. Wieviel mg/L Kupfer enthält die
unbekannte Probe bei einem Verbrauch von 55,6mL Maßlösung?

Problem/Ansatz:

Soweit ich mich nicht irre, sind die Reaktiongleichungen:

2Cu²⁺ + 4I^- → 2CuI + I₂

2S₂O₃^2- + I₂ → S₄O₆^2- + 2I^-

Grundsätzlich würde ich dann so vorgehen:

n(Na2S2O3) = c*V = 0,0502*0,0556 = 0,00279mol,

x*n(Na2S2O3) = n(Cu2+)

m(Cu2+) = n*M = n*63,55 = ?mol

β(Cu2+)= m(Cu2+)*V^-1 = m(Cu2+)*0,0045 = ?gL^-1

Stimmt das soweit und wie komme ich auf x(Verhältnis zwischen Na2S2O3 und Cu2+)?

Danke im Voraus,

Mfg

Answer 1

Grüße chemweazle,

Titration bei Kupferbestimmung nach Häen-Low

Bei der Kupferbestimmung nach de Häen-Low reagiert Cu(II) mit Iodid zu
Cu(I) und Iod. 45mL einer unbekannten Probe werden mit 1g KI versetzt und
das entstandene Iod mit Natriumthiosulfat (c = 0,0502M) zu Iodid und
Natriumtetrathionat (Na₂S₄O₆) titriert. Wieviel mg/L Kupfer enthält die
unbekannte Probe bei einem Verbrauch von 55,6mL Maßlösung?

Soweit ich mich nicht irre, sind die Reaktiongleichungen:

• Reduktion des KupferII) zu Kupfer(I) und Oxidation der Iodidionen zu elementarem Iod

2 Cu⁽²⁺⁾ + 4 I^(-) → 2 CuI + I₂

• Oxidation des Thiosulfats zu Tetrathionat unter Reduktion des elementaren Iods zu Iodidionen

2 S₂O₃^(2-) + I₂ → S₄O₆^(2-) + 2 I^(-)

Grundsätzlich würde ich dann so vorgehen:

n(Nasub>2S₂O₃) = c * V = 0,0502*0,0556 = 0,00279mol

x * n(Nasub>2S₂O₃) = n(Cu⁽²⁺⁾)

m(Cu⁽²⁺⁾) = n*M = n*63,55 = ?mol, allright

β(Cu⁽²⁺⁾)= m(Cu⁽²⁺⁾) * V^-1 = m(Cu⁽²⁺⁾) / 0,045 l = ? g /L

Ansatz ist richtig durchdacht und formuliert

Stimmt das soweit und wie komme ich auf x(Verhältnis zwischen Na₂S₂O₃ und Cu⁽²⁺⁾)?

x ist das gesuchte Stoffmengenverhältnis von der Stoffmenge der reduzierten, verbrauchten Kupfer(II)-Ionen, zur Stoffmenge des verbrauchten Thiosulfats, also x = n(Cu⁽²⁺⁾) / n(Na₂S₂O₃).

2 mol Cu⁽²⁺⁾-Ionen erzeugen 1 mol Iod. Das Stoffmengenverhältnis ist 2:1 und entspricht dem Verhältnis der stöchiometrischen Koeffizienten in der Reaktionsgleichung.

$$\dfrac{n(Cu^{(2+)})}{n(I_{2})} = \frac{2}{1}$$

2 mol Thiosulfat, ( Na₂S₂O₃ ), reagieren mit 1 mol elementarem Iod zu 1 mol Tetrathionat, Na₂S₄O₆)

$$\dfrac{n(Na_{2}S_{2}O_{3})}{n(I_{2})} = \frac{2}{1}$$

Dann verhalten sich die Stoffmengen von verbrauchten Kupfer(II)-Ionen und verbrauchtes Thiosulfat,

x = n(Cu⁽²⁺⁾) / n(Na₂S₂O₃) = 1:1.

$$x = \dfrac{n(Cu^{(2+)})}{n(Na_{2}S_{2}O_{3})} = \dfrac{n(Cu^{(2+)})}{n(I_{2})}\cdot \dfrac{n(I_{2})}{n(Na_{2}S_{2}O_{3})} = \frac{2}{1}\cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{1} = 1 : 1$$

In Schlagworten:

2 Kupfer, 1 Iod, 1 Iod 2 Thiosulfat, also 2 Kupfer zu 2 Thiosulfat, das ist gleich 1:1

• Mit x = 1, ⇒    n(Cu⁽²⁺⁾) = n(Na₂S₂O₃

n(Na2S₂O₃) = c * V = 0,0502 ( mol / l )* 0,0556 l = 0,00279 mol

⇒ n(Cu⁽²⁺⁾) = 0,00279 mol = 2,79 mmol

Masse an Kupfer(II)-ionen in den 45 ml Aliquot

$$m(Cu^{(2+)}) = n(Cu^{(2+)})\cdot M(Cu) = 0,00279\cdot mol\cdot \frac{63,546\cdot g}{mol} \approx 0,1774\cdot g$$

Massenkonzentration an Kupfer(II)-Ionen, β(Cu⁽²⁺⁾) im Aliquotvolumen von, V(Aliquot) = 0,045 l

$$\beta = \frac{m(Cu^{(2+)})}{V(Aliquot)} = \frac{0,1774\cdot g}{0,045\cdot l} \approx 3,9422\cdot \frac{g}{l}$$

Comments

Hallo,

danke für die extrem gut formulierte Antwort und dafür, dass du dir die Mühe gemacht hast so viel Arbeit hier reinzustecken.

Ich habs jetzt auch verstanden!

Mfg