Vanadium kommt in Nährstofflösungen hauptsächlich als Vanadat-Ion (VO₄³⁻) oder als Vanadyl-Ion (VO²⁺) vor. Vorteilhaft für die rhizobielle N2 -Fixierung.
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:
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
- 10 mL der Nährstofflösung in einen 250-mL-Erlenmeyerkolben geben.
- 10 mL 1 mol/L Schwefelsäure (H₂SO₄) hinzufügen.
- 10 mL 0,01 mol/L Eisen(II)-Sulfat-Lösung zugeben.
- 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:
6. Beispielrechnung:
- Kaliumpermanganat-Konzentration: 0,01 mol/L
- Verbrauchtes Volumen: 9,2 mL (0,0092 L)
- Probenvolumen: 50 mL (0,050 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.