Hydroxylzahl
Die Hydroxylzahl (OHZ) ist ein Maß für den Gehalt an Hydroxygruppen in organischen Materialien, z. B. in Harzen, Lacken, Polyesterolen, Fetten und Lösungsmitteln.
Die Hydroxylzahl gibt die Menge Kaliumhydroxid in Milligramm an, welche der bei einer Acetylierung von einem Gramm Substanz gebundenen Menge Essigsäure gleichwertig ist.[1] [2]
Um die Hydroxylzahl experimentell zu ermitteln, wird eine entsprechende Masse des zu untersuchenden Materials (z. B. Hartfett) genau eingewogen (z. B. 1 g). Anschließend wird ein Acetylierungsgemisch aus Acetanhydrid und wasserfreiem Pyridin im Überschuss zugesetzt (Verhältnis 1:3) und eine Stunde im Wasserbad erhitzt. Je eine Hydroxylgruppe (des Fetts) reagiert währenddessen mit Acetanhydrid zur acetylierten Hydroxylgruppe und je einem Molekül Essigsäure. Alle dabei nicht verbrauchten Acetanhydrid-Moleküle werden im nächsten Schritt mit Wasser zu je zwei Essigsäuremolekülen umgesetzt. Anschließend erfolgt Neutralisierung mit ethanolischer KOH-Lösung und Phenolphthalein.
Das gleiche wiederholt man ohne den Analyten (in diesem Beispiel ohne Fett), dann wird jedes Molekül Acetanhydrid zu zwei Molekülen Essigsäure umgesetzt - entsprechend mehr KOH benötigt man, um die entstehende Essigsäure zu neutralisieren.
Im Hauptversuch mit dem Analyten entsteht für jede darin vorhandene Hydroxylgruppe, genau ein Molekül an Essigsäure weniger. Über diesen Zusammenhang lässt sich die OHZ bestimmen.
Beispiel 1: Im Blindversuch entstehen 100 mol Essigsäure: Entsprechend werden 100 mol KOH zur Neutralisierung der Essigsäure benötigt.
Im Hauptversuch entstehen z. B. nur 70 mol Essigsäure und im Fett sind noch 10 mol freie Fettsäuren enthalten, was bedeuten würde, es werden 80 mol KOH gebraucht, um alle Säuren zu neutralisieren. Es ergibt sich eine Differenz von 20 mol KOH (Blind-Haupt). Da wir aber nur die Essigsäure betrachten wollen, müssen wir die Stoffmenge KOH, die zur Neutralisierung der freien Fettsäuren verbraucht wurde, zum Ergebnis 20 mol hinzu addieren also ergeben sich 30 mol Differenz an KOH zur Neutralisierung der Essigsäure. Es entstehen also 30 mol Essigsäure weniger und zwar, weil genau 30 mol Hydroxylgruppen acetyliert wurden. Unser Analyt enthält also 30 mol Hydroxylgruppen pro Masseneinheit (z. B. 1 g). Die OHZ ist entsprechend 30 mol x M(KOH) x 1000: also 30 mol x 56,1 g/mol x 1000 = 1.683.000 mg KOH, die Hydroxylzahl wäre hier also 1.683.000 . Das ist nur ein Beispiel - diese Hydroxylzahl erscheint nicht sehr wahrscheinlich.
Wichtig ist der Zusammenhang: n (OH-Gruppen) = n (Essigsäure, die weniger entsteht) = n (KOH, die für die Essigsäure im Hauptversuch weniger verbraucht wird).
Beispiel 2
OHZ = [56.100 mg/mol x (nKOH-Blindversuch - nKOH-Hauptversuch) / 1g] + SZ
OHZ = [56.100 mg/mol x (100 mol-80 mol) / 1 g] + 561.000 mg
OHZ = 1.683.000 mg KOH / 1 g Fett
SZ ist hier im Beispiel 10 mol KOH /g = 10 mol x 56,1 g/mol = 561,0 Gramm = 561.000 mg KOH = SZ
[Bearbeiten] Einzelnachweise
[Bearbeiten] Literatur
Die Durchführung und Auswertung ist in der DIN 53240 beschrieben. Eine klassische Vorschrift aus einem Industrielabor 1940 und eine modifizierte Form [1].
