Berthelot-Reaktion
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Die Berthelot-Reaktion benannt nach dem französischen Chemiker Marcelin Berthelot ist die Reaktion von Ammoniak zum blaugefärbten Indophenol-ion. Die Reaktion wird beim quantitativen Nachweis von Ammoniak bzw. Ammonium in Wässriger Lösung verwendet.
[Bearbeiten] Reagenzien
Für die Reaktion werden folgende Reagenzien benötigt:
- Lauge
Die Reaktion findet im alkalische Medium statt. Deswegen muss vorher die Ammoniak Lösung auf einen pH-Wert von ca 13 gebracht werden
- Chlorierungsmittel
Hier hat sich Hypochlorit (OCl-) als sehr gut brauchbar herrausgestellt. Nach DIN ist allerdings Dichlorisocyanursäure zu verwenden.
Für den Mechanismus ist es egal, welche Phenolverbindung verwendet wird. In der Praxis hat sich Thymol (2-Isopropyl-5-methylphenol) wegen seiner höheren Stabilität und Geschwindigkeit bewährt. Hier wieder verlangt die DIN Natriumsalicylat.
- Katalysator
Zur Katalyse der Reaktion wird meistens der Komplex Dinatrium-pentacyanonitrosylferrat(III) verwendet
[Bearbeiten] Mechanismus
Da die Reaktion im alkalischen Medium (pH = 13) stattfindet liegen alle Ammonium-ionen als Ammoniak vor und kein Ammoniak als Ammonium-ion, da sich das Gleichgewicht der Reaktion, nach dem Prinzip von Le Chatelier, stark auf die Seite von Ammoniak verlagert:
NH3 + H2O 
NH4+ + OH-
Ammoniak reagiert im zweiten Schritt mit Hypochlorit zu Monochloramin:
NH3 + OCl- → NH2Cl + OH-
Im Dritten Schritt reagiert das Monochloramin mit Thymol zu N-Chlor-2-isopropyl-5-methylchinon-monoimin. (Diese Reaktion wird vom Katalysator katalysiert.)
Im 4. Schritt reagiert N-Chlor-2-isopropyl-5-methylchinon-monoimin mit einen weiteren Thymolmolekül zum entsprechenden Indophenol. Im alkalischen Medium liegt das entstandene Indophenolmolekül in seiner blauen Basenform vor:
[Bearbeiten] Konzentrationsbestimmung
Die Konzentration kann Photometrisch bestimmt werden. Die Bestimmungsgrenzen für dieses Verfahren liegen bei ca. 0,01 mg/l und bei ca. 3,5 mg/l Ammonium/Ammoniak
