Die Ferrometrie umfasst Bestimmungen mittels Redoxtitration, bei denen als Maßlösung Fe(II)-Lösung verwendet wird. Die Probenlösungen werden bei diesen Titrationen reduziert.
Ein Beispiel für eine ferrometrische Bestimmung ist die Titration von Chromat(VI).
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Grundlagen der Ferrometrie
Ein Nachteil der Verwendung von Fe(II)-Maßlösung besteht darin, dass die enthaltenen Eisen(II)-Ionen durch den Sauerstoff in der Luft leicht oxidiert werden können.
Eine von Schäfer 1949 eingeführte Gegenmaßnahme besteht darin, eine Reduktorbürette zu verwenden. Seine Reduktorbürette bestand aus einer Bürette, die mit Maßlösung gefüllt ist, und einem Jones-Reduktor.
Mit diesem Aufbau läuft die Maßlösung vor dem Eintropfen in die Probelösung zunächst über ein Reduktormetall wie Silber, so dass eventuell vorhandene Ionen mit höherer Oxidationsstufe reduziert werden.
Prinzipiell basiert die Ferrometrie auf dem folgenden Gleichgewicht:
Fe2+ ↔ Fe3+ + e–
Ein für die Ferrometrie besonders geeigneter Redoxindikator ist Ferroin.
Herstellung von Eisen(II)-sulfatlösung
Zur Herstellung einer 0,1 molaren Eisen(II)-sulfatlösung können entweder 27,801 g FeSO4 · 7 H2O oder 39,214 g (NH4)2Fe(SO4)2 · 6 H2O (Mohr’sches Salz) verwendet werden.
Für eine genaue Maßlösung ist nur das Mohr’sche Salz geeignet, FeSO4 wird in salzsaurer oder schwefelsaurer Lösung allerdings weniger schnell oxidiert.
Bei der Verwendung von FeSO4 · 7 H2O werden ca. 28 g der Substanz in einer Mischung aus 100 mL Wasser, 25 mL konzentrierter Schwefelsäure und 50 mL Salzsäure gelöst. Im Messkolben wird diese Lösung daraufhin mit Wasser bis auf die Marke von 1 L aufgefüllt.
Zur Einstellung der Eisen(II)-sulfatlösung eignet sich Kaliumdichromat.
Ferrometrische Titration von Chromat(VI) und Chrom(III)
Wenn die Cr2O72--Ionen in saurer Lösung vorliegen, reagieren sie mit Fe2+-Ionen nach der folgenden Gleichung:
Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O
Chrom(III)-Salze können vor der Titration durch Oxidation mit Ammoniumperoxodisulfat in Chrom(VI)-Verbindungen überführt werden, wobei die Anwesenheit von Ag+-Ionen erforderlich ist.
Ein geeigneter Redoxindikator ist wiederum Ferroin.
Ferrometrische Titration von Chrom in Stahl
Zur ferrometrischen Bestimmung von Chrom in Stahl muss die Probesubstanz zunächst in Mischsäure aufgelöst werden.
Das entstandene Chrom(III) kann dann mit Peroxodisulfat zum Chrom(VI) oxidiert werden.
Nachdem der Peroxosauerstoffs verkocht wurde, wird mit Ammoniumeisen(II)-sulfat-Maßlösung titriert.
Alternativ kann der Gehalt von Chrom in einer Stahlprobe auch durch Manganometrie bestimmt werden.
Ferrometrische Titration von Vanadium
Vanadium(V) reagiert in saurer Lösung nach der folgenden Reaktionsgleichung mit Eisen(II):
VO2+ + Fe2+ + 2 H+ → VO2+ + Fe3+ + H2O
Vanadate(V) können wie Dichromate unter Verwendung von Ferroin mit Eisen(II)-sulfat titriert werden.