This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag Zeitschrift für Naturforschung in cooperation with the Max Planck Society for the Advancement of Science under a Creative Commons Attribution4.0 International License.

Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschungin Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung derWissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender Lizenz veröffentlicht:Creative Commons Namensnennung 4.0 Lizenz.

B A N D 15 b Z E I T S C H R I F T F Ü R N A T U R F O R S C H U N G H E F T 2

Radiochemische Messung der Löslichkeit von Strontiumrhodizonat V o n K . H . L I E S E R u n d W . H I L D

Aus dem Eduard-Zintl-Institut der Technischen Hochschule Darmstadt ( Z . Naturforschg. 15 b , 6 9 — 7 0 [1960] ; e ingegangen am 3. November 1959)

Es wird eine experimentelle Methode für die radiochemische Bestimmung kleiner Löslichkeiten unter einer inerten Gasatmosphäre beschrieben.

Die Löslichkeit von Strontiumrhodizonat in Wasser wurde zu 5,65 - 1 0 - 5 Mol/Z ( ± 3%) bei 20 °C bestimmt. Als Leitisotop wurde 90Sr verwendet.

Rhodizonsäure hat als Tüpfelreagens für den ana-lytischen Nachweis von Strontium- und Bariumionen Bedeutung gewonnen 1 » 2 ' 3 ' 4 . Mit diesen beiden Erd-alkaliionen werden intensiv gefärbte, schwerlösliche Komplexverbindungen gebildet; mit Calcium- und Magnesiumionen erfolgt dagegen keine Reaktion. In-folgedessen läßt sich mit Hilfe von Rhodizonsäure eine Trennung von Strontium und Calcium durch-führen5 . In jüngster Zeit hat die Verwendung von Rhodizonsäure als spezifisches Reagens für Stron-tium in der Medizin eine Möglichkeit zur erfolg-reichen Behandlung von Vergiftungen mit radioakti-vem Strontium eröffnet6 .

Im Zusammenhang mit Untersuchungen über den Isotopen- und Ionenaustausch zwischen Bodenkör-pern und gelösten Ionen7 interessierte das System

Strontiumrhodizonat(fest)/Sr2® (gelöst) • Uber die Lös-lichkeit des Strontiumrhodizonats liegen keine An-gaben in der Literatur vor; aus diesem Grunde wurde die Löslichkeit des Strontiumrhodizonats in Wasser radiochemisch bestimmt. Als Leitisotop wurde 9 0Sr verwendet.

Experimenteller Teil

Wegen der leichten Oxydierbarkeit der Rhodizonsäure und ihrer Verbindungen wurden alle Operationen unter Stickstoffatmosphäre ausgeführt. Das verwendete dest. Wasser wurde durch Auskochen und Durchleiten von Stickstoff von gelöstem Sauerstoff befreit.

Die Versuchsapparatur (Abb. 1) gestattete sowohl ein einwandfreies Arbeiten unter Stickstoffatmosphäre als auch eine saubere Trennung der Lösung von dem sehr feinteiligen Bodenkörper. Die Einstellung des Lösungs-gleichgewichts erfolgte in einem 1 0 0 - m l - E r l e n m e y e r -Kolben E mit Schliff, der einen Aufsatz A trug. Das in

1 F . FEIGL, Kolloid-Z. 3 5 , 344 [1924]. 2 F . FEIGL , Z. angew. Chem. 3 9 , 393 [1926]. 3 F . FEIGL, Qualitative Analyse mit Hilfe von Tüpfelreaktio-

nen, Leipzig 1931, S. 288. 4 A . J . LLACER, Mikrochim. Acta 1 9 5 5 , 921.

die Lösung eintauchende Ende des Aufsatzes war mit einer plangeschliffenen Glasfritte Fi verschlossen, an die ein Membranfilter M und eine zweite plangeschliffene Fritte F2 angepreßt wurden. Durch den Hahn H t konnte die Verbindung zur Wasserstrahlpumpe hergestellt und eine Lösungsprobe in den Aufsatz eingesaugt werden. Durch die Bohrung des Hahnes H 2 wurde die Probe mit einer Pipette entnommen. Der Anschluß an eine Stick-stoffflasche mit Überdruckventil erfolgte durch Hahn H 3 . Der Stickstoff wurde durch alkalische Pyrogallollösung und gesättigte Natriumrhodizonat-Lösung geleitet und so von Sauerstoff befreit. Hahn H4 diente zur Herstellung des Druckausgleichs. Der E r l e n m e y e r - Kolben be-fand sich in einem Glasgefäß G, durch das mit einem Umlaufthermostaten Wasser konstanter Temperatur (20 °C) gepumpt wurde. Die Lösung wurde mit einem Magnetrührer MR gerührt.

Als Ausgangssubstanzen für die Fällung von Stron-tiumrhodizonat dienten Strontiumnitrat p. a. und Na-triumrhodizonat p. a. der Firma Merck, Darmstadt. 90Sr stand in Form einer 1,08 • 10~3-m. Strontiumnitrat-lösung zur Verfügung, deren Aktivität etwa 1 juC/ml be-trug. Mit 0,5 ml dieser Lösung wurde eine Strontium-Yttrium-Trennung durchgeführt8. Die von dem Tochter-nuklid 9 0Y befreite Lösung wurde mit 2 ml 0,1-m. Stron-tiumnitratlösung gemischt; durch Versetzen mit 25 ml frisch bereiteter 0,01-m. Natriumrhodizonat-Lösung wur-den etwa 0,2 mMol Strontiumrhodizonat ausgefällt, ab-zentrifugiert und dreimal mit je 15 ml Wasser ge-waschen. Ein Teil des Strontiumrhodizonats wurde in die Versuchsapparatur überführt und mit 70 ml Wasser ver-setzt. Bei geöffnetem Hahn H3 perlte laufend ein Stick-stoffstrom durch die Lösung. Von Zeit zu Zeit wurde ein Teil der Lösung in den Aufsatz eingesaugt; die Proben wurden in einem Flüssigkeitszählrohr mit Glasstopfen gemessen.

Zur Eichung der Messungen wurde das restliche Strontiumrhodizonat mit einigen Tropfen verdünnter Salzsäure und 30-proz. Wasserstoffperoxyd versetzt und durch Eindampfen auf dem Wasserbad zersetzt. Mit zwei Tropfen verdünnter Salzsäure wurde erneut gelöst

5 H . V . WEISS U. W . H . SHIPMAN, Analyt. Chem. 29, 1764 [1957].

6 Nachr. aus Chemie u. Technik 6, 185 [1958]. 7 W . HILD , Diplomarbeit, Darmstadt 1959. 8 G. HERRMANN U. F. STRASSMANN, Z. Naturforschg. 10 a, 146

[1955].

und mit Wasser auf 50 ml aufgefüllt. Die Aktivität die-ser Lösung wurde ebenfalls im Flüssigkeitszählrohr ge-messen. Der Strontiumionengehalt wurde komplexome-trisch bestimmt. Hierzu wurde das bekannte SCHWARZEN-BACHSche Verfahren9,10 verfeinert; 10~ 5 Mol Strontium-ionen konnten mit einer Genauigkeit von 1% bestimmt werden.

Ergebnisse und Diskussion

Die Ergebnisse einiger Löslichkeitsmessungen sind in Abb. 2 aufgetragen. Beispielsweise zeigten die nach 2 und 8 Stdn. entnommenen Lösungsproben

zu\*-h20

Abb. 1. Apparatur zur Löslichkeitsbestimmung (schematisch).

innerhalb der statistischen Zählgenauigkeit gleiche Impulsraten (195 ,8 ± 5 , 1 bzw. 189,7 ± 5,7 ipm). Es konnte daher mit Sicherheit angenommen werden, daß sich in diesem Zeitraum das Lösungsgleich-gewicht eingestellt hatte.

Die Eichung lieferte in diesem Falle für die spe-zifische Impulsrate den Wert 331 ipm/ / iMol Stron-tium ( ± 1 % ) . Daraus folgt für die Löslichkeit des

Strontiumrhodizonats bei 20 ° C 5,65 • 1 0 - 5 Mol / / ( ± 3 % ) . Die Löslichkeit des Strontiumrhodizonats in Wasser liegt somit in der gleichen Größenord-nung wie die Löslichkeit des Strontiumcarbonats (7 ,45 • 1 0 ~ 5 Mol/ / bei 1 8 ° C 1 1 ) .

Die Aufzeichnung der gemessenen Impulsraten als Funktion der Zeit ergab eine gute Kontrolle der Mes-sungen. Wenn beispielsweise die Lösung nicht mehr mit Stickstoff gespült wurde, weil die Fritten des Aufsatzes mit dem feinteiligen Bodenkörper ver-stopft waren, zersetzte sich das gelöste Strontium-rhodizonat langsam und die Impulsraten stiegen an.

250

1200

I "g 150

I 50

Zeit (Stdn.)

Abb. 2. Löslichkeitsbestimmung bei vollständigem Ausschluß von Sauerstoff.

Wenn der durch die Lösung perlende Stickstoff nicht hinreichend von Sauerstoff befreit war, wurde eben-falls ein langsamer Aktivitätsanstieg in der Lösung infolge Zersetzung des Strontiumrhodizonats beob-achtet. Da der Aktivitätsanstieg in diesem Falle ste-tig verlief, konnte durch Extrapolation der Kurve auf den Versuchsbeginn ein Wert für die Löslichkeit gefunden werden, der etwa mit dem oben angegebe-nen Wert übereinstimmte.

Der D e u t s c h e n F o r s c h u n g s g e m e i n s c h a f t danken wir für eine Sachbeihilfe.

9 G. SCHWARZENBACH U. H. FLASCHKA , Komplexone, Titration mit Hilfe von Komplexonen nach Prof. SCHWARZENBACH,

Zofingen/Schweiz, S. 18.

10 Komplexometrische Bestimmungsmethoden mit Titriplex, E. Merck A.G. Darmstadt, S. 34.

11 Handbook of Chemistry and Physics 40th Ed., S. 662.