Iodcoulometer

Ein Iodcoulometer ist – wie alle Coulometer – ein historisches Gerät, mit dessen Hilfe die in einem Gleichstromkreis geflossene elektrischen Ladung (Elektrizitätsmenge) gemessen wurde. Durch Kombination mit einer Zeitmessung wurden auch konstante Stromstärken bestimmt. Ferner wurde es zur Bestimmung der Faradaykonstanten und zur Bestimmung der Molmasse von Iod verwendet. Heute wird es nur noch für Schulungszwecke verwendet.[1]

Ein Iodcoulometer besteht zumeist aus zwei mit einer Salzbrücke verbundenen Gefäßen, in die zwei Platinelektroden tauchen. Auf der Seite mit der positiven Elektrode (Anode) befindet sich eine Kaliumiodidlösung; das Iodid wird bei Stromfluss zu Iod I₂ oxidiert:

\mathrm {2I^{-}\longrightarrow I_{2}+2e^{-}}

Die Menge an entstandenem Iod wird – wie unter Iodometrie beschrieben – per Titration bestimmt, entweder durch Titration mit einer eingestellten Natriumthiosulfatlösung:

\mathrm {I_{2}+2\ S_{2}O_{3}^{2-}\longrightarrow 2\ I^{-}+\ S_{4}O_{6}^{2-}}

,

oder durch Titration mit arseniger Säure:

\mathrm {I_{2}+AsO_{3}^{3-}+H_{2}O\longrightarrow AsO_{4}^{3-}+2\ I^{-}+2H^{+}}

.

Das Iodcoulometer wurde 1895 zur Messung von Strömen vorgeschlagen.[2] Dabei wurden folgende Nachteile der damals verwendeten Gascoulometer genannt: Bei diesen müssen für genauere Messungen die Temperatur und der Luftdruck gemessen werden, und das Gasvolumen muss dann auf Standardbedingungen umgerechnet werden. Außerdem erfordert ihr Betrieb eine Mindestspannung, die der Zersetzungsspannung des Wassers entspricht. Im Vergleich dazu ist die Auswertung beim Iodcoulometer einfacher, und wenn an der Kathode Iod reduziert werden kann, ist die Zellspannung klein.

1906 wurde ein mit Hilfe eines Iodcoulometers und eines Silbercoulometers ermitteltes Atomgewicht von Iod publiziert.[3]

Das Iodcoulometer hat eine gute Reproduzierbarkeit[4] und gilt als sehr genau[5][6]; deshalb wurde es mehrfach zur Bestimmung der Faradaykonstanten genutzt, wobei die Ergebnisse 1912[7][8] und 1957[9][10] veröffentlicht wurden.

Einzelnachweise

Heinz Wambach (Hrsg.): Materialien-Handbuch Kursunterricht Chemie. 2. Auflage. Band 4 Elektrochemie – Energetik. Aulis, 2012, ISBN 978-3-7614-1610-5, S. 46.
E. F. Herroun F.I.C.: IV. On the use of an iodine voltameter for the measurement of small currents. In: Philosophical Magazine, Series 5. Band 40, Nr. 242, 1895, S. 91–94, doi:10.1080/14786449508620711.
Gino Gallo: L’equivalente elettrochimico dell’iodio. In: Gazzetta Chimica Italiana. Band 36, Nr. 2, 1906, S. 116–128.
D. Albert Kreider: An Iodine Titration Voltameter. In: American Journal of Science, Series 4. Band 20, Nr. 115, 1905, doi:10.2475/ajs.s4-20.115.1.
Hans Peter Latscha, Gerald Walter Linti, Helmut Alfons Klein: Analytische Chemie: Chemie-Basiswissen III. 4. Auflage. Springer, Berlin Heidelberg 2003, ISBN 978-3-540-40291-6, S. 343.
Gustav Kortüm: Lehrbuch der Elektrochemie. 1. Auflage. Verlag Chemie, Weinheim 1952, S. 14.
Edward W. Washburn, Stuart J. Bates,: The Iodine Coulometer and the value of the Faraday. In: Journal of the American Chemical Society. Band 34, Nr. 10, 1912, S. 1341–1368, doi:10.1021/ja02211a009.
Stuart J. Bates: The Iodine Coulometer and the Value of the Faraday. A Correction. In: Journal of the American Chemical Society. Band 34, Nr. 11, 1912, S. 1515–1515, doi:10.1021/ja02212a013.
D. A. Mac Innes, A. R. Pray: A redetermination of the value of the faraday with the iodine coulometer (Progress Report). In: Il Nuovo Cimento Series 10. Band 6, Nr. 1, 1957, S. 232–241, doi:10.1007/BF02724779.
D. A. MacInnes, Chia-chih Yang, Alfred R. Pray: A Redetermination of the Value of the Faraday with the Iodine Coulometer. A Precision Constant Current Apparatus. In: The Journal of Physical Chemistry. Band 61, Nr. 5, 1957, S. 662–664, doi:10.1021/j150551a036.

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[1] Heinz Wambach (Hrsg.): Materialien-Handbuch Kursunterricht Chemie. 2. Auflage. Band 4 Elektrochemie – Energetik. Aulis, 2012, ISBN 978-3-7614-1610-5, S. 46.

[2] E. F. Herroun F.I.C.: IV. On the use of an iodine voltameter for the measurement of small currents. In: Philosophical Magazine, Series 5. Band 40, Nr. 242, 1895, S. 91–94, doi:10.1080/14786449508620711.

[3] Gino Gallo: L’equivalente elettrochimico dell’iodio. In: Gazzetta Chimica Italiana. Band 36, Nr. 2, 1906, S. 116–128.

[4] D. Albert Kreider: An Iodine Titration Voltameter. In: American Journal of Science, Series 4. Band 20, Nr. 115, 1905, doi:10.2475/ajs.s4-20.115.1.

[5] Hans Peter Latscha, Gerald Walter Linti, Helmut Alfons Klein: Analytische Chemie: Chemie-Basiswissen III. 4. Auflage. Springer, Berlin Heidelberg 2003, ISBN 978-3-540-40291-6, S. 343.

[6] Gustav Kortüm: Lehrbuch der Elektrochemie. 1. Auflage. Verlag Chemie, Weinheim 1952, S. 14.

[7] Edward W. Washburn, Stuart J. Bates,: The Iodine Coulometer and the value of the Faraday. In: Journal of the American Chemical Society. Band 34, Nr. 10, 1912, S. 1341–1368, doi:10.1021/ja02211a009.

[8] Stuart J. Bates: The Iodine Coulometer and the Value of the Faraday. A Correction. In: Journal of the American Chemical Society. Band 34, Nr. 11, 1912, S. 1515–1515, doi:10.1021/ja02212a013.

[9] D. A. Mac Innes, A. R. Pray: A redetermination of the value of the faraday with the iodine coulometer (Progress Report). In: Il Nuovo Cimento Series 10. Band 6, Nr. 1, 1957, S. 232–241, doi:10.1007/BF02724779.

[10] D. A. MacInnes, Chia-chih Yang, Alfred R. Pray: A Redetermination of the Value of the Faraday with the Iodine Coulometer. A Precision Constant Current Apparatus. In: The Journal of Physical Chemistry. Band 61, Nr. 5, 1957, S. 662–664, doi:10.1021/j150551a036.