Grundlagen der komplexometrischen und Fällungstitration

Komplexometrische Titrationen

Bei der komplexometrischen Titration bilden die beteiligten Stoffe einen Komplex mit dem zu bestimmenden Stoff. Ein Komplex besteht aus zwei Teilen: dem Zentralatom (meist ein Atom oder Ion) und den Liganden.

Arten von Liganden

• Atome oder Moleküle: Wenn der Ligand ein Atom oder Molekül ist, spricht man von Koordinationsverbindungen. Bei neutralen Liganden entspricht die Restvalenz der Verbindung der des Zentralions.
  Beispiel: Co³⁺ + 6 NH₃ → [Co(NH₃)₆]³⁺
• Mehrzähnige Liganden: Liganden, die zwei oder mehr Atome zur Bindung an das Zentralatom nutzen, nennt man mehrzähnig (z. B. zweizähnig, dreizähnig usw.).
• Ionen: Wenn der Ligand ein Ion ist, spricht man von einem Ionenkomplex.
  Beispiel: Ag⁺ + 2 CN^- → [Ag(CN)₂]^-

Die Koordinationszahl definiert die Anzahl der Liganden um das Zentralatom. Die häufigsten Werte sind 2, 4 und 6. Die Bindungen zwischen Zentralatom und Liganden basieren auf schwachen Kräften.

Fällungstitration und Gravimetrie

Schwerlösliche Verbindungen wie AgCl bilden in wässriger Lösung ein Gleichgewicht zwischen dem festen Stoff und den gelösten Ionen.

Das Löslichkeitsprodukt (K_PS)

Das Löslichkeitsprodukt ist definiert als das Produkt der Konzentrationen der gelösten Ionen, potenziert mit ihren stöchiometrischen Koeffizienten:
K_PS = [Ag⁺] · [Cl^-]

Kennt man das Löslichkeitsprodukt, lässt sich die Löslichkeit der Verbindung bei 25 °C bestimmen. Die Bildung eines Niederschlags erfolgt, wenn das Produkt der Ionenkonzentrationen den Wert des Löslichkeitsprodukts übersteigt (Prinzip von Le Chatelier).

Spezielle Aspekte der Fällung

• Fraktionierte Fällung: Wenn eine Lösung verschiedene Ionen enthält, können diese durch kontrollierte Bedingungen nacheinander ausgefällt werden.
• Löslichkeit von Niederschlägen: Salze schwacher Säuren oder Hydroxide lösen sich häufig in stark saurem Medium.

Fällungstitrationen

Das Ziel ist die vollständige Fällung eines Ions. Ein Indikator zeigt durch einen Farbumschlag den Endpunkt an, sobald ein leichter Überschuss des Reagens vorhanden ist. Das verbrauchte Titriervolumen ermöglicht die quantitative Bestimmung des Stoffes.

Voraussetzungen für eine Fällungsreaktion in der Volumetrie:

• Die Reaktion muss quantitativ und stöchiometrisch ablaufen.
• Der entstehende Niederschlag muss schwerlöslich sein.
• Es muss ein geeigneter Indikator zur Endpunkterkennung vorhanden sein.