Experiment des Monats Februar 2012 Buntes Titan

Titan kommt überwiegend als farbloses Titan(IV) vor. Titan(IV)oxid ist mit einer jährlichen Weltproduktion von 4,7 Mio. Tonnen das am meisten produzierte Pigment (60% der Pigment-Produktion) und das mit Abstand wichtigste Weißpigment. Auch die meisten anderen Ti(IV)-Verbindungen sind farblos (weiß). Es gibt aber auch einige farbige Ti(IV)-Verbindungen und auch einen Wechsel der Oxidationsstufe erkennt man an einer Farbänderung.

Geräte und Chemikalien:
Reagenzgläser, Pipetten, Spatel.
Titanylsulfat, 20%ige Schwefelsäure, 3% Wasserstoffperoxid-Lösung, 10%ige Natronlauge, Zinkpulver.

Durchführung:
0,5 g TiOSO₄ in 50 ml 20% H₂SO₄ lösen. Die Lösung auf drei Reagenzgläser verteilen.
Die schwefelsaure Lösung in Reagenzglas 1 mit Natronlauge neutralisieren. Es bildet sich ein weißer Niederschlag.
Zur zweiten Lösung eine Spatelspitze Zinkpulver geben. Es setzt eine intensive Gasentwicklung ein und die Lösung färbt sich violett.
Zur dritten Probe einige Tropfen H₂O₂ geben. Es resultiert eine orange-gelbe Lösung.

Erklärung:
In schwefelsaurer Lösung liegen überwiegend [Ti(OH)₂]²⁺-Ionen vor. Beim Neutralisieren fällt weißes TiO₂ aus.
Mit H₂O₂ bilden sich orange-gelbe [Ti(O₂)OH]⁺-Ionen - ein sehr empfindlicher Nachweis auf Wasserstoffperoxid bzw. umgekehrt auf Titan(IV).
Durch starke Reduktionsmittel, z.B. nascierenden Wasserstoff (aus Zink + Säure) lässt sich farbloses Titan(IV) zu violettem Titan(III) reduzieren.

Gefahren:
Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid wirken ätzend.

Entsorgung:
Die Lösungen kommen zum "Schwermetall-Abfall".

Literatur & Links:
F. Bukatsch, W. Glöckner: Experimentelle Schulchemie, Bd. 3, V. 263-266, S. 153-155
G. Jander, E. Blasius: "Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie", S. 301/302 & 315

Herrn Dr. Stephan Kohl und Frau Juana Kern, Institut für Chemie der Technischen Universität Berlin, danke ich sehr herzlich für die Unterstützung.

Januar 2012: Carr-Price-Reaktion

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Seite erstellt am: Dienstag, 31. Januar 2012, A. Schunk, Charité - Universitätsmedizin Berlin.  

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