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Quantitative Analyse von Vanadium

Vanadium kommt in Nährstofflösungen hauptsächlich als Vanadat-Ion (VO₄³⁻) oder als Vanadyl-Ion (VO²⁺) vor. Vorteilhaft für die rhizobielle N2 -Fixierung. 

box 16x16 ungeeignet Da es ein Spurenelement ist, ist es für eine Mengenanalyse durch Titration ungeeignet.


Zur Bestimmung von Vanadium gibt es verschiedene Methoden:

  • Atomabsorptionsspektroskopie (AAS): Hochpräzise Methode für Spurenanalysen.
  • Spektralphotometrie mit Peroxovanadat-Komplexen: Farbentwicklung mit Wasserstoffperoxid.
  • Redox-Titration mit Eisen(II)-Sulfat: Eine chemische Methode zur quantitativen Bestimmung von Vanadium.

Detaillierte Redox-Titration von Vanadium mit Eisen(II)-Sulfat

1. Prinzip der Methode

Vanadium in der Oxidationsstufe +5 (VO₂⁺) wird mit Eisen(II)-Ionen (Fe²⁺) reduziert:

VO₂ + 2H⁺ + Fe²⁺ VO²⁺ + Fe³⁺ + H₂O

Das reduzierte Vanadium(IV) kann dann durch Rücktitration mit Kaliumpermanganat (KMnO₄) bestimmt werden.

 

2. Chemikalien

  • 0,01 mol/L Eisen(II)-Sulfat-Lösung (FeSO₄)
  • 0,01 mol/L Kaliumpermanganat-Lösung (KMnO₄)
  • 1 mol/L Schwefelsäure (H₂SO₄) als Säuremedium
  • Diphenylamin-Sulfonat als Redox-Indikator
 

3. Versuchsaufbau

Benötigte Geräte:

  • Bürette (25 mL, Teilung 0,1 mL)
  • Erlenmeyerkolben (250 mL)
  • Pipette (10 mL)
  • Magnetrührer
 

4. Durchführung

  1. 10 mL der Nährstofflösung in einen 250-mL-Erlenmeyerkolben geben.
  2. 10 mL 1 mol/L Schwefelsäure (H₂SO₄) hinzufügen.
  3. 10 mL 0,01 mol/L Eisen(II)-Sulfat-Lösung zugeben.
  4. Mit 0,01 mol/L Kaliumpermanganat titrieren, bis der Farbumschlag von farblos nach hellrosa erfolgt.
 

5. Berechnung der Vanadium-Konzentration

Die Konzentration von Vanadium berechnet sich nach der Formel:

c ( V ) = V KMnO₄ c KMnO₄ 5 V Probe

6. Beispielrechnung:

  • Kaliumpermanganat-Konzentration: 0,01 mol/L
  • Verbrauchtes Volumen: 9,2 mL (0,0092 L)
  • Probenvolumen: 50 mL (0,050 L)
c ( V ) = 0.0092 0.01 5 0.050 = 0.0092 mol/L = 9.2 mmol/L

 

Fazit

Die Redox-Titration mit Eisen(II)-Sulfat und Kaliumpermanganat ist eine zuverlässige Methode zur quantitativen Bestimmung von Vanadium in Nährstofflösungs-Konzentraten aber nicht in der Nährstofflösung selbst.​

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