herstellung von na[co(edta)]molekuelwald.square7.ch/biblio/allgemeine chemie...

ZÜRCHER HOCHSCHULE FÜR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN DEPARTEMENT LIFE SCIENCES UND FACILITY MANAGEMENT

Herstellung von Na[Co(EDTA)]

Allgemeines Chemisches Grundlagenpraktikum

vorgelegt von: Michael Edelmann und Nicolas Pfetsch

Gruppe 2

betreut durch: Dr. Gunther Steinfeld

Bachelorstudiengang 2009 Chemie

06. Januar 2010

Herstellung von Na[Co(EDTA)] Aufgabenstellung / Abstract

ZHAW CH 09 – 1 – Michael Edelmann

Nicolas Pfetsch

Inhaltsverzeichnis

1 Aufgabenstellung / Abstract ........................................................................................3

2 Theoretischer Teil .......................................................................................................4

2.1 Definition Komplex (allgemein) ...................................................................................4

2.2 Low-Spin Komplex ......................................................................................................4

2.2.1 Der EDTA-Komplex ....................................................................................................6

2.2.2 Verwendung von Chelatbildnern .................................................................................6

2.2.3 Bildung von [Co(EDTA)]..............................................................................................6

3 Praktischer Teil ...........................................................................................................8

3.1 Geräte und Materialien ...............................................................................................8

3.2 Ansatz ........................................................................................................................8

3.3 Chemisch / Physikalische Daten .................................................................................9

3.4 Sicherheit und Ökologie ..............................................................................................9

3.5 Durchführung der Reaktion ....................................................................................... 10

4 Durchführung der Analysen ...................................................................................... 11

4.1 Löslichkeit von Na[Co(EDTA)] .................................................................................. 11

4.2 UV-VIS Spektrum ..................................................................................................... 11

4.2.1 Zerfall des Na[Co(EDTA)] in basischem Milieu ......................................................... 12

4.3 IR Spektren von Na[Co(EDTA)] und Na2-EDTA ........................................................ 14

4.4 Schmelz- oder Zersetzungspunkt von [Co(EDTA)] .................................................... 15

4.5 Stabilität durch Zugabe von CaCl2 ............................................................................ 16

4.6 Säure-Base Titration ................................................................................................. 17

4.6.1 Faktorbestimmung 0.1 mol/l Salzsäure ..................................................................... 17

4.6.2 Titration des Na[Co(III)EDTA] mit 0.1 mol/l Salzsäure ................................................ 18

4.6.3 Rücktitration mit 0.1 mol/l Salzsäure ......................................................................... 18



Nicolas Pfetsch

4.7 pH-Wert Bestimmung ............................................................................................... 19

5 Resultate .................................................................................................................. 20

6 Diskussion ................................................................................................................ 21

Literaturverzeichnis .............................................................................................................. 24

Anhang ................................................................................................................................. 25



Nicolas Pfetsch

1 Aufgabenstellung / Abstract

Ziel ist die Herstellung von X[Co(III)(EDTA)] mit X = K, Li oder Na. Anschliessend soll versucht wer-

den den Komplex in der protonierten Form, also mit H für X zu Isolieren. Vom erhaltenen Produkt

sind die wichtigsten chemischen und physikalischen Eigenschaften wie Löslichkeiten, Beständigkei-

ten gegen Säuren und Laugen sowie Zerfallsreaktion bei Zugabe von anderen Metallionen zu unter-

suchen.

Die Synthese des Produkts verlief problemlos. Bei der Auskristallisierung des Produktes ist keine

Kristallbildung aufgetreten. Dieses Problem konnte durch Zugabe des Eduktes Ethylendiamin-

tetraessigsäure-Dinatriumsalz gelöst und die Kristallisierung gestartet werden. Es sind insgesamt

13.6 g Produkt hergestellt worden, was einer Ausbeute von 73.5% entspricht (berechnet als

Na[Co(III)EDTA]).

In wässriger Lösung reagiert der Komplex Na[Co(III)EDTA] beinahe neutral. Ein Schmelz oder Zer-

setzungspunkt konnte nicht festgestellt werden, bei 200°C ist die Grenze des verfügbaren Analy-

sengerätes erreicht worden.

Aus den Versuchen zur Bestimmung der Löslichkeit in verschiedenen Lösemitteln ist hervorgegan-

gen, dass sich Na[Co(III)EDTA] nur in Wasser löst.

Versuche zur Bestimmung der pH-Stabilität haben gezeigt, dass der Komplex stabil gegenüber

Salzsäure ist. Im Gegenzug zersetzt er sich aber in Gegenwart von Natronlauge.

Herstellung von Na[Co(EDTA)] Theoretischer Teil


Nicolas Pfetsch

2 Theoretischer Teil

2.1 Definition Komplex (allgemein)

Komplexverbindungen bestehen aus einem Zentralatom oder Ion als Koordinationszentrum, wel-

ches von einem oder mehreren Molekülen oder Ionen als Liganden umgeben ist. Das Zentralatom

besteht oftmals aus einem Metallion. Voraussetzung für die Bindung des Liganden an das Zentral-

atom ist mindestens ein freies Elektronenpaar am Ligand selbst. Der Ligand selbst stellt eine Lewis-

Base dar (Protonen-Akzeptor), welcher sich in regemässiger Geometrie um das Zentralatom, in die-

sem Fall die Lewis-Säure (Protonen-Donator), anordnen.

Die häufigsten Koordinationszahlen der Komplexe sind 2, 4 und 6. Daher sind sie also häufig linear,

tetraedrisch oder oktaedrisch. Die Koordination wird nicht nur durch das Koordinationszentrum ge-

geben, sondern auch durch die Liganden. Mithilfe der Ligandfeldtheorie können Farbigkeit, Koordi-

nation und noch andere Eigenschaften erklärt werden. Dort wird die energetische d-

Orbitalverschiebung bei der jeweiligen Koordination berücksichtigt.

Zum Abschätzen der Komplexstabilität kann das sogenannte HSAB-Prinzip herangezogen werden.

HSAB steht für Hard and Soft Acids and Bases (Siehe Anhang 7). Demnach sind Verbindungen

bestehend aus weichem Kation und Anion sowie Verbindungen bestehend aus hartem Anion und

Kation besonders stabil. In Tabelle 1 sind die Kriterien aufgelistet, nach welchen ermittelt werden

kann, ob ein Ion hart oder weich ist.

Tabelle 1: Kriterien für das HSAB-Prinzip

Hart Weich

Kleine Ionenradien Grosse Ionenradien

Hohe Ladung Geringe Ladung

Geringe Polarisierbarkeit Grosse Polarisierbarkeit

2.2 Low-Spin Komplex

Als Low-Spin Komplex bezeichnet man einen dn-Komplex mit der minimalen Zahl ungepaarter Elekt-

ronen. Hier wird den Hund‘schen Regeln entgegengewirkt. Tetraedrische Komplexe sind fast immer

High-Spin Komplexe und für oktaedrische Komplexe gibt es zwei Konfigurationsmöglichkeiten. An-

hand der spektrochemischen Reihe können Schlüsse draus gezogen werden, ob es sich eher um

einen High-Spin oder einen Low-Spin Komplex handelt.

Die spektrochemische Reihe bei Metallionen sieht wie folgt aus:

Mn2+

< Ni2+

< Co2+

< Fe2+

< V2+

< Fe3+

< Cr3+

< V3+

< Co3+

< Mn4+

< Mo3+

< Rh3+

< Pd4+

< Ir3+

< Re4+

< Pt4+



Nicolas Pfetsch

Die Ligandenfeldaufspaltung hängt vom Metallkation ab. Je höher die Ladung, desto eher handelt

es sich um einen Low-Spin Komplex. Die höhere Oxidationsstufe des Zentralatoms hat direkten

Einfluss auf die Liganden, da diese hiermit dem Zentralatom näher kommen. Hierdurch wird auch

die elektrostatische Abstossung der Liganden und des Zentralkations erhöht. Die Metallionen, wel-

che auf der rechteren Seite in der Reihe stehen, bilden eher Low-Spin und welche auf der linken

Seite eher High-Spin Komplexe. Bei der Betrachtung der Reihe ist der Na[Co(EDTA)] Komplex eher

ein Low-Spin Komplex.

In der vereinfachten Form der Ligandfeldtheorie (Kristallfeldtheorie) spricht man von der Wirkung

eines Liganden die durch eine Punktladung simuliert wird. Die fünf d-Orbitale des Zentralmetall-Ions

werden hiermit in t- und e-Orbitale aufgespalten (bei tetra- und oktaedrischen Komplexen). Hierbei

spricht man von einer Energiedifferenz Δ (Ligandfeldaufspaltungsenergie), welche sich aus der Wel-

lenlänge des vom Komplex absorbierten Lichtes abschätzen lässt. Das Ausmass der Aufspaltung

nimmt von den schwachen zu den starken Liganden zu. Die tatsächliche Konfiguration, ob es sich

um einen High-Spin oder einen Low-Spin Komplex handelt, ist diejenige mit der geringstmöglichen

Gesamtenergie. Low-Spin Komplexe sind weniger paramagnetisch als High-Spin Komplexe.

Bei unserem Komplex handelt es sich um eine oktaedrische Komplex Anordnung mit einer Low-Spin

Konfiguration von t6e0. Kobalt besitzt die Elektronenkonfiguration von [Ar]3d74s2 und sieht in der

Unterteilung (Low-Spin) in die t- und e-Orbitale wie folgt aus:

Abb. 1: Elektronenkonfiguration des [Co(EDTA)]- Komplex

Dabei stellt das 3-fach Orbital das t-Orbital und das 2-fach Orbital das e-Orbital dar. 1A1g und weitere

sind Bezeichnungen aus den sogenannten Tanabe-Sugano-Diagrammen. In diesen Diagrammen

werden Elektronenübergänge im UV und VIS Bereich vergleichend zum Grundzustand der Sub-

stanz dargestellt. Unser Cobalt(III)-EDTA-Komplex hat, was im experimentellen Teil auch zu sehen

ist, zwei Übergänge. Dabei benötigt der Übergang Grundzustand zu 1. Angeregten Zustand mehr

Energie als der Übergang 1. Angeregter Zustand zu 2. Angeregter Zustand. Ein Ansatz dies zu er-



Nicolas Pfetsch

klären ist, dass das vollständig gefüllte t-Orbital des Grundzustandes stabilisierend wirkt und des-

halb viel Energie benötigt wird, das erste Elektron ins e-Orbital zu befördern. Unser Komplex kaum

paramagnetisch und wird nur sehr schwach in ein Magnetfeld hineingezogen.

2.2.1 Der EDTA-Komplex

EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) bildet mit Metallionen beliebiger

Wertigkeit sechsfach koordinierte 1:1-Komplexe. Neben den zwei freien

Elektronenpaaren bei den Stickstoff-Atomen kann das EDTA-Anion

auch über die vier Carboxylgruppen eine starke Komplexbindung ein-

gehen. Diese Art von Komplex nennt man auch Chelatkomplex. Als

besonders stabile Komplexe von EDTA sind solche mit Cu2+, Ni2+, Fe3+

und Co3+ als Zentralion. Die Komplexe sind in der Regel wasserlöslich.

Das Metall ist pseudooktraedrisch von 4 O- und 2 N-Atomen umgeben

und die beiden N-Atome stehen in cis-Position. Aus sterischen Gründen

ist eine trans-Anordnung nicht möglich. Die Stabilität nimmt mit zuneh-

mender Wertigkeit zu. Für eine Titration wären einwertige Metalle als Zentralatom nicht geeignet.

Würfelorbitalzeichnungen.

2.2.2 Verwendung von Chelatbildnern

In Verbrauchsprodukten werden Chelatbildner wie z.B. EDTA häufig zugesetzt, um die in Spuren

vorhandenen Metallionen zu komplexieren, welche ansonsten Zerfallsreaktionen katalysieren wür-

den. In der Medizin werden solche Komplexbildner häufig verwendet, um gesundheitsschädliche

Metallionen wie Hg2+, Pb2+ und Cd2+ zu entfernen. Wenn eine Bleivergiftung vorliegt, kann

Na2[Ca(EDTA)] verabreicht werden, welches dann das Blei komplexiert und anschliessend durch

den Urin ausgeschieden wird.

2.2.3 Bildung von [Co(EDTA)]

Der [Co(III)(EDTA)] Komplex wird durch die Zugabe von Cobalt(II)-acetat Tetrahydrat

Co(II)(CH3COO)2 4 H2O in wässriger EDTA-Lösung und anschliessender Oxidation am Luftstrom

bei Anwesenheit von Wasserstoffperoxid hergestellt. Die Reaktionsgleichung sieht daher wie folgt

aus:

Komplexbildung:

EDTA4-(aq) 2 Na+

(aq) + 2 H+(aq)

+ Co(II)(aq) + 2 Cl-(aq) 2Na+

(aq) + [Co(II)(EDTA)]2-

(aq) + 2 H+(aq) + 2Cl-(aq)

Abb. 2: EDTA Komplex

Quelle: Wikipedia



Nicolas Pfetsch

Oxidation:

4 Na+(aq) +2 [Co(II)(EDTA)]2-

(aq) + H2O2(aq) 2 [Co(III)(EDTA)]-(aq) + 2 OH-(aq) + 4 Na+

(aq)

Das Kobalt geht eine starke Komplexbildung mit den beiden freien Elektronenpaaren der Stickstoff-

atome, sowie mit den vier Carboxylgruppen ein. Der Komplex ist einfach negativ geladen, weshalb

noch ein Kation, in diesem Fall Natrium als Gegenion gebunden wird.

Beim diesem Komplex besteht wie auch beim Cobalt(II)-acetat der Verdacht auf krebserregende

Wirkung. Daher soll mit der nötigen Vorsicht gearbeitet werden.

Herstellung von Na[Co(EDTA)] Praktischer Teil


Nicolas Pfetsch

3 Praktischer Teil

Die Synthese wurde Analog einer Vorschrift zur Herstellung eines Na[Co(III)CDTA]-Komplexes

durchgeführt. Sie ist einer Publikation im Russian Journal of Inorganic Chemistry

entnommen(Zasurskaya, 1998)

3.1 Geräte und Materialien

Abb. 3: Syntheseapparatur

- 1000 ml Zweihalsrundkolben

- Kugelkühler

- Magnetrührwerk mit Magnetrührfisch

- Thermometerhalter mit Schliff

- Pasteurpipette aus Glas zum Einlei-

ten der Luft

3.2 Ansatz

0.05 mol Ethylendiamintetraessigsäure -Dinatriumsalz (1)

15 g Natriumacetat (1)

0.05 mol Cobalt(II)-acetat Tetrahydrat in 100 ml deion. Wasser (2)

5 g Aktivkohle (3)

25 ml Wasserstoffperoxid 30% (4)

Die Theoretische Ausbeute beträgt demnach ebenfalls 0.05 mol, was 18.5 g Pulver entspricht



Nicolas Pfetsch

3.3 Chemisch / Physikalische Daten

Substanz Molare Masse [g/mol]

Dichte [g/ml] Smp/Sdp [°C]

Ethylendiamintetraessigsäure-Dinatriumsalz

336.21 - -

Natriumacetat 82.03 - -

Cobalt(II)-acetat Tetrahydrat 249.08 - -

Aktivkohle 12.011 - -

Wasserstoffperoxid 30% 34.02 1.11 -

Aceton 58.08 - -/56

Diethylether 74.12 - -/35

Toluol 92.14 - -/111

Ethanol 46.07 - -/78

Na[Cobalt(III)EDTA] 370.19 - -

Salzsäure 32% 36.46 1.16 -

Natriumhydroxid 39.99 - -

3.4 Sicherheit und Ökologie

Substanz Gefahrensymbol Bemerkungen

Ethylendiamintetraessigsäure-Dinatriumsalz

In Ethanol gelöst im nichthalogenierten Lösemittelabfall sammeln

Natriumacetat - Reste verdünnt kanalisieren

Cobalt(II)-acetat Tetrahydrat

Verdacht auf Krebserzeugende Wirkung, im Schwermetallabfall sammeln

Aktivkohle Im Hausmüll entsorgen

Wasserstoffperoxid 30%

Reste verdünnt kanalisieren

Aceton

Im nichthalogenierten Lösemittelabfall sammeln

Diethylether




Nicolas Pfetsch

Toluol


Ethanol


Na[Cobalt(III)EDTA] - Im Schwermetallabfall sammeln

Salzsäure 32%


Natriumhydroxid


3.5 Durchführung der Reaktion

Den Ansatz (Kapitel 3.2) folgendermassen reagieren lassen. (1) mit (2) zusammenschütten und im

Kolben vorlegen. Anschliessend (3) und (4) zugeben. Danach während 4 Stunden am Luftstrom

Oxidieren. Dabei wandelt sich der Cobalt(II)-Komplex in den Cobalt(III)-Komplex um.

Anschliessend an die vier Stunden Oxidationszeit das Reaktionsgemisch in einem Eisbad abkühlen

lassen. Dabei sollen die Komplexkristalle ab etwa 5 °C ausfallen. In unserem Fall konnte die Kris-

tallbildung aber erst bei 0°C und durch Zugabe einer Spatelspitze EDTA-Na2 als Impfkristall ausge-

löst werden.

Die erhaltenen Kristalle über einen Schwarzbandfilter abnutschen und mit wenig kaltem Wasser und

Aceton nachwaschen. Im Trockenschrank bei 80°C trocknen lassen. Es wurden dunkelviolette, in-

tensiv gefärbte und nadelförmige Kristalle hergestellt. Die Ausbeute beträgt 13.6 g oder 73.5% der

theoretischen Ausbeute (berechnet als Na[Co(III)EDTA]).

Herstellung von Na[Co(EDTA)] Durchführung der Analysen


Nicolas Pfetsch

4 Durchführung der Analysen

4.1 Löslichkeit von Na[Co(EDTA)]

Die Löslichkeit des Komplexes wurde in den Lösungsmitteln Aceton, Wasser (dest.), Diethylether,

Toluol und Ethanol bei 25°C bestimmt.

In einem Reagenzglas wurden einmal 100 mg und viermal 50 mg [Co(EDTA)] eingewogen. In 0.100

ml Schritten wurden nun unter ständigem Schwenken die oben genannten Lösungsmitteln zugege-

ben, bis sich der violette Feststoff löste.

Die erhaltenen Löslichkeiten des Komplexes sind in der folgenden Tabelle aufgelistet:

Tabelle 2: Löslichkeiten von Na[Co(EDTA)]

Lösungsmittel Aceton puriss

Dest. Wasser

Diethylether z.A.

Toluol z.A.

Ethanol puriss

Verbrauch Total 2.500 ml 0.400 ml 1.000 ml 2.000 ml 6.000 ml

Löslichkeit unlöslich 0.25 g/ml unlöslich unlöslich unlöslich

Der Komplex löste sich sehr gut in dest. Wasser, jedoch nicht in den anderen Lösungsmitteln. Das

violette Pulver senkte sich nach kurzer Zeit im Lösungsmittel ab und blieb ungelöst.

4.2 UV-VIS Spektrum

Ca. 15 mg des getrockneten Produktes Na[Co(EDTA)] wurden in 50 ml Wasser gelöst und das Ab-

sorbtionsmaximum bestimmt. Im Visuellen Bereich lag das Maximum bei 536.0 nm und im UV Be-

reich bei 380.0 nm, wobei die grösste Absorbanz bei 536.0 nm gemessen wurde.

Abb. 4: Absorptionsmaximum von Na[Co(EDTA)]



Nicolas Pfetsch

Von dem Edukt Cobalt(II)acetat Tetrahydrat wurde ein Absorbtionsmaximum von 512.0 nm gemes-

sen. Die Messung ist nicht ganz genau, da die Absorbanz sehr klein war (ca. 0.05).

Abb. 5: Absorptionsmaximum von Cobalt(II)acetat Tetrahydrat

4.2.1 Zerfall des Na[Co(EDTA)] in basischem Milieu

Sobald man den Komplex in einer Lauge (in diesem Falle Natronlauge 0.1 mol/l) löst, verändert sich

langsam die stark violette Farbe nach hell violett. Diese Feststellung wurde nun gemessen, um pho-

tometrisch festzustellen, ob der Komplex in basischem Milieu instabil ist.

0.5 g Na[Co(EDTA)] wurden in 100 ml NaOH (c = 0.1 mol/l) gelöst. Anschliessend wurde der Zerfall

mittels des Photometers bei einer Wellenlänge von 536.0 nm über zehn Minuten gemessen und

man erhielt die untenstehende Graphik.



Nicolas Pfetsch

Abb. 6: Zerfall von Na[Co(EDTA)] in basischem Milieu

Mit der Messung konnte festgestellt werden, dass der Komplex im basischen Milieu nicht stabil ist

und langsam zerfällt.



Nicolas Pfetsch

4.3 IR Spektren von Na[Co(EDTA)] und Na2-EDTA

Abb. 7: IR-Spektrum von Na2-EDTA

1000-1430 cm-1 Fingerprintbereich der im Molekül beteiligten Atome

(Günzler, 2003) Seiten 162/163

1608 + 1670 cm-1 Streckschwingungen der protonisierten und deprotonisierten

Carboxylgruppe

(Nakamoto, 1986) Seite 237

um 2350 cm-1 Kohlendioxid

(Günzler, 2003) Anhang 10



Nicolas Pfetsch

Abb. 8: IR-Spektrum von Na[Co(III)

EDTA]

1000-1430 cm-1 Fingerprintbereich der im Molekül beteiligten Atome

(Günzler, 2003) Seiten 162 / 163

1613 cm-1 Streckschwingungen der deprotonisierten Carboxylgruppen.

Eine Aufspaltung des Peaks ist nicht mehr vorhanden. Daher kann gesagt

werden, dass sich alle Carboxylgruppen an der Bindung mit dem Co(III)

beteiligen. Kleine Unterschiede in der Beweglichkeit aufgrund unter

schiedlicher Bindungslängen/Bindungsstärken werden als Grund für die

kleinen Schultern im Peak angenommen.

(Nakamoto, 1986) Seite 237

um 2350 cm-1 Kohlendioxid

(Günzler, 2003) Anhang 10

4.4 Schmelz- oder Zersetzungspunkt von [Co(EDTA)]

Das Produkt veränderte sich bis zu einer Temperatur von 200 °C nicht und blieb soweit stabil.

Der Schmelz- oder Zersetzungspunkt liegt also über 200 °C.

Der hohe Schmelzpunkt ist auf die sehr hohe Stabilität des Komplexes zurückzuführen.



Nicolas Pfetsch

4.5 Stabilität durch Zugabe von CaCl2

Durch die Zugabe von ca. 40 mg CaCl2 zu einer Stark konzentrierten Kobaltkomplexlösung (0.5 g in

100 ml Wasser) wurde keine Veränderung der Substanz gemessen. Die Messung ist nicht 100%ig

aussagekräftig, da sie aus zeitlichen Gründen nur für ca. 8 min Gemessen wurde, aber sie zeigt,

dass der Komplex nicht sofort zerfällt.

Die Messung mit dem Photometer wurde zweimal kurz nacheinander durchgeführt. Dadurch sind im

Folgenden auch 2 Spektren zu sehen.

Abb. 9 Stabilität durch Zugabe von CaCl2 Messung 1



Nicolas Pfetsch

Abb. 10 Stabilität durch Zugabe von CaCl2 Messung 2

Durch die Betrachtung der beiden Spektren sieht man, dass die Schwankungen nur sehr klein sind

und dass die Absorbanz A über die Zeit in etwa gleich bleibt (3.24 bis 3.27 A). Darum kann davon

ausgegangen werden, dass der Komplex stabil bleibt.

4.6 Säure-Base Titration

Mittels einer Titration mit Salzsäure soll herausgefunden werden, ob sich die Natriumionen vom

Komplex abspalten und mit einem Wasserstoffion ersetzen lassen. Falls ein Teil des Komplexes in

der protonierten Form vorliegt, soll das Verhältnis von Natrium- zu Protonierter-Form durch Zugabe

von Natronlauge und anschliessender Rücktitration ermittelt werden.

4.6.1 Faktorbestimmung 0.1 mol/l Salzsäure

Urtitersubstanz zum Ermitteln des Faktors: Tris(hydroxymethyl)-aminomethan kurz TRIS. Das TRIS

wurde am Schalter mit Chargenzertifikat bezogen und für 2 Stunden im Trockenschrank bei 105°C

getrocknet. Es hat eine Reinheit von 99.94 %. Dieser Gehalt ist in die Berechnung des Faktors ein-

gegangen. Berechnung nach (Prof. Dr. Leo Gros, Europa Fachschule Frensenius; Peter A. Bruttel,

Metrohm AG, 2005) Seite 46:



Nicolas Pfetsch

Faktor = C00 / CV02 / EP1

C00 = Einwaage in g * 0.9994

CV02 = 12.114

Die Titrationsberichte sind dem Anhang [1] bis [3] am Ende des Berichtes zu entnehmen.

Einwaage [g] Verbrauch [ml] Faktor

0.0963 7.9234 1.0028

0.1016 8.3576 1.0004

0.1039 8.5254 1.0030

Dies ergibt einen mittleren Faktor von 1.0021 +/- 0.0034 (Student T für 95 %).

4.6.2 Titration des Na[Co(III)EDTA] mit 0.1 mol/l Salzsäure

Titration eines äquivalenten Teils des Rohproduktes mit c(HCl) = 0.1mol/l. Ein Mol des Komplexes

hat im Maximum 1 mol Natrium. Für einen Verbrauch von 10 ml Salzsäure müssen deshalb 0.265 g

Rohprodukt eingewogen werden.

Es wurde keine auswertbare Titrationskurve erhalten. Der Komplex scheint gegen Salzsäure in der

0.1 mol/l Konzentration beständig zu sein. Bis zu einem Gesamtvolumen von 80 ml Salzsäure konn-

te kein Potentialsprung detektiert werden.

4.6.3 Rücktitration mit 0.1 mol/l Salzsäure

0.265 g des Rohproduktes Na[Co(III)EDTA] sind mit 20 ml c(NaOH) = 0.1 mol/l versetzt worden. Re-

agiert die Natronlauge vollständig mit dem Komplex, wäre der Verbrauch an Salzsäure 10 ml. In

diesem Fall würde das Rohprodukt komplett protoniert vorliegen. Ist das Rohprodukt aber bereits

komplett deprotoniert, sprich jedes Wasserstoffion mit einem Natriumion ausgetauscht, so müsste

der Verbrauch an Salzsäure im Bereich von 20 ml liegen.

Alle drei Proben sind um 12:20 angesetzt worden. Sie sind anschliessend der Reihe nach titriert

worden. Die Titrationsreporte sind dem Anhang [4] bis [6] zu entnehmen. Jede einzelne Titration hat

etwa 10 Minuten gedauert, um allfällig langsam ablaufenden Reaktionen auch genügend Zeit zu

geben.

Es sind folgende Ergebnisse erzielt worden:

1. Bestimmung (12:33) 18.90 ml Verbrauch





Nicolas Pfetsch

Der Na[Co(III)EDTA] ist basischer Lösung nicht stabil und zersetzt sich. Die Farbe der Lösung ändert

dabei von tief violett nach schwach rosa.

Vermutlich zersetzt sich der Komplex dabei in einen Komplex mit H2O oder OH- als Ligan-

den.

Mit dieser Titration konnten keine weiteren Schlüsse gezogen werden. Aus Zeitgründen ist deshalb

auf die Blindwertbestimmung der Natronlauge verzichtet worden.

4.7 pH-Wert Bestimmung

Der pH-Wert einer 1%igen Lösung in deion. Wasser beträgt bei 21°C 6.876 ist somit im neutralen

Bereich. Gemessen wurde mit einer pH-Elektrode und pH-Meter.

Herstellung von Na[Co(EDTA)] Resultate


Nicolas Pfetsch

5 Resultate

Die Herstellung des Na[Co(EDTA)] Komplexes ist ohne Probleme gelungen. Das Entstandene

Komplexprodukt scheint bis auf die Erhöhung des pH-Wertes bzw. durch die Zugabe von Natron-

lauge (Kapitel 4.6.2 und 4.2.1) sehr stabil zu sein. Bei der Zugabe von CaCl2 wurde wie in Kapitel

4.5 erwähnt keine Veränderung festgestellt. Sowie auch bei der Zugabe von Säure (Kapitel 4.6.3)

und beim Erhitzen auf 200°C (Kapitel 4.4) blieb der Komplex stabil und unverändert.

Herstellung von Na[Co(EDTA)] Diskussion


Nicolas Pfetsch

6 Diskussion

Ob durch die Zugabe von HCl (10%ig) die protonierte Form hergestellt wurde oder nicht, konnten

wir nicht feststellen. Auf die Farbe des Komplexes hat dies keinen Einfluss.



Nicolas Pfetsch

Abbildungs-Verzeichnis

Abb. 1: EDTA Komplex (Quelle: Wikipedia) ................................................................................................... 5

Abb. 2: Syntheseapparatur ............................................................................................................................. 8

Abb. 3: Absorptionsmaximum von Na[Co(EDTA)] ....................................................................................... 11

Abb. 4: Absorptionsmaximum von Cobalt(II)acetat Tetrahydrat .................................................................. 12

Abb. 5: Zerfall von Na[Co(EDTA)] in basischem Milieu ............................................................................... 13

Abb. 6: IR-Spektrum von Na2-EDTA ............................................................................................................ 14

Abb. 7: IR-Spektrum von Na[Co(III)

EDTA] ..................................................................................................... 15

Abb. 8 Stabilität durch Zugabe von CaCl2 Messung 1 ................................................................................. 16

Abb. 9 Stabilität durch Zugabe von CaCl2 Messung 2 ................................................................................. 17



Nicolas Pfetsch

Tabellen-Verzeichnis

Tabelle 1: Kriterien für das HSAB-Prinzip ...................................................................................................... 4

Tabelle 2: Löslichkeiten von Na[Co(EDTA)] ................................................................................................. 11

Herstellung von Na[Co(EDTA)] <Literaturverzeichnis


Nicolas Pfetsch

Literaturverzeichnis

Günzler, H. (2003). IR-Spektroskopie. Weinheim: WILEY-VCH.

Nakamoto, K. (1986). Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds

(Fourth ed.). New York: WILEY-VCH.

Prof. Dr. Leo Gros, Europa Fachschule Frensenius; Peter A. Bruttel, Metrohm AG. (2005).

Praktikum der Titration. Herisau, Schweiz: Druckerei der Metrohm AG.

Zasurskaya, L. A. (1998). Crystal Structure of [1,2-Cyclohexanediaminetetraacetato(1-)-

N,N',O,O']dicyanocobalt(III) Dihydrate (Vol. 43).

Herstellung von Na[Co(EDTA)] Anhang


Nicolas Pfetsch

Anhang

[1] Titerbestimmung Titration 1



Nicolas Pfetsch




Nicolas Pfetsch

[4] Rücktitration 1



Nicolas Pfetsch




Nicolas Pfetsch

[7] HSAB-Prinzip

herstellung von na[co(edta)]molekuelwald.square7.ch/biblio/allgemeine chemie...

Documents