
Die Konduktometrie ist
eine quantitative Analysenmethode, bei der man den elektrischen
Leitwert L bzw. den Ohmschen Widerstand R als Maß für die
Konzentration der Probelösung verfolgt. Der elektrische Leitwert
(Einheit: Siemens) ist dem elektrischen Widerstand (Einheit: Ohm) umgekehrt
proportional.
Die elektrische
Leitfähigkeit einer Elektrolytlösung hängt sowohl von
der Konzentration als auch von der Art der gelösten Ionen ab. So
hat z. B. eine Lösung zweifach positiv geladener
einen höheren Leitwert als eine Natriumsalzlösung gleicher Konzentration.
Besonders hoch ist die Leitfähigkeit saurer und basischer Lösungen,
da Oxonium- und Hydroxid-Ionen im elektrischen Feld 3 bis 5 mal schneller
wandern als andere hydratisierte Ionen.
Diesen besonderen Ladungstransport nutzt man bei der konduktometrischen Säure-Base-Titration. Der Leitwert wird dadurch bestimmt, dass zwei gleiche inerte Elektroden in die Elektrolytlösung getaucht und eine Wechselspannung angelegt wird, damit keine Abscheidung des Analyten stattfinden kann. Durch Auftragen des Leitwertes gegen das Volumen an verbrauchter Maßlösung wird die Titrationskurve erhalten.
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a) konduktometrische Titration einer starken Säure
mit einer starken Base: |
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Bis zum Äquivalenzpunkt werden
verbraucht und durch
ersetzt. Da
viel langsamer wandern als
,
sinkt der Leitwert des Elektrolyten insgesamt. Nach dem Aquivalenzpunkt
läuft keine chemische Reaktion mehr ab. Die weitere Zugabe von NaOH
lässt die Leitfähigkeit steigen (Bild 1).
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b) konduktometrische Titration einer schwachen
Säure mit einer starken Base: |
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Die schwache Säure Essigsäure liegt nur zu einem geringen
Teil dissoziiert vor. Deshalb ist der Leitwert zu Beginn der Titration
deutlich niedriger als bei der Titration einer starken Säure vergleichbarer
Konzentration. Die durch die Natronlauge verbrauchten
werden
zunächst durch Protolyse der Essigsäure nachgebildet, sodass
der Leitwert durch die Zunahme der Konzentration an Natriumionen langsam ansteigt. Erst wenn die Essigsäure
vollständig in Acetat-Ionen umgewandelt wurde, werden die
nicht mehr abgepuffert. Die weitere Zugabe von Natronlauge führt
nach dem Äquivalenzpunkt zu einem starken Anstieg des pH-Werts und
damit der Leitfähigkeit (Bild 2).
Im Gegensatz zur Potenziometrie haben direktkonduktometrische Messungen
kaum praktische Bedeutung. Das Hauptanwendungsgebiet ist die konduktometrische
Titration.