UGCh-Th01-V1: Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient

Prof. Dr. Harald Platen 

FH Gießen-Friedberg - Wiesenstraße 14 - D-35390 Gießen 

Praktikum Umwelt- und Gefahrstoffchemie, Praktikumshema 1, Versuch 

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(6. Auflage, SS 2008) Stand: 07.03.2008 

UGChP Th-1 V-1 Seite 1 

Praktikumsthema 1 / Versuch 1: 

Bestimmung des Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten KOW 

1 Einleitung 

Als Einleitung in das Thema und den Versuch gelten die Inhalte der 9 Einzelvorträge, die zur Vorbereitung 

auf diesen Versuch gehalten wurden. 

2 Material und Methoden 

2.1 Geräte und Chemikalien 

2.1.1 Geräte 

Bechergläser, Nennvolumen 100 mL, 5 Stück 

Kolbenhubpipette, variabel, 10 100 µL 

Kolbenhubpipette, variabel, 200 1000 µL 

Küvette(n) für Photometer, d = 1 cm, Hellma, Typ OS, Sao Paolo, BRA, 2 Stück 

Küvetten für photometrische Bestimmungen, d = 1 cm, Hellma, Sao Paolo, BRA 

Messzylinder (50 mL) 

Pasteurpipetten mit Ansaughütchen 

Photometer, Hichachi, Typ 1100, Colora, Lorch, FRG 

Pipettenspitzen für Kolbenhubpipetten (blau und gelb) 

Scheidetrichter, 3 Stück, Nennvolumen: 200 mL 

Ständer für Scheidetrichter 

Ständer für Zentrifugengläser 

Zentrifuge Biofuge primo, Heraeus, Hanau, FRG 

Zentrifugenbecher aus Glas, max. Fassungsvolumen ca. 100 mL 

2.1.2 Handelsübliche Chemikalien und Zubereitungen 

Methylenblau, Qualitätsstufe p.A. 

4-Nitrophenol, Qualitätsstufe p.A. 

Natriumhydroxid, Qualitätsstufe p.A. 

Natronlauge, 2 mol/L 

1-Octanol 

Sudan III, Qualitätsstufe p.A. 

2.1.3 Laboreigene Zubereitungen chemischer Stoffe 

Methylenblau-Stammlösung in RO-Wasser (ß = 5000 mg/L) 

(E665 einer 1:1000-Verdünnung in RO-Wasser etwa 0,700) 

4-Nitrophenollösung in RO-Wasser (ß = 20 mg/L) 

(E405 einer 1:10-Verdünnung in 0,02 mol/L NaOH etwa 0,245) 

Natronlauge, c = 2 mol/L 

Natronlauge; c = 0,02 mol/L (1 mL NaOH, c = 2 mol/L + RO-Wasser ad 100 mL) 

Sudan-III-Lösung in 1-Octanol (ß = 200 mg/L) 

Wasser, Qualitätsstufe RO (RO-Wasser; RO = reversed osmosis) 

2.1.4 Probenmaterial 

keines 

FB04-KMUB - Fachgebiet Umweltanalytik und Ökotoxikologie Dokument-ID: HP2110-UGChP-Th01-V01 vom 07.03.2008 / HP




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2.2 Beschreibung der Messmethoden 

2.2.1 Bestimmung des KOW von Nitrophenol (quantitativ) 

In einem Scheidetrichter (Nennvolumen: 200 mL) befindet sich 50 mL 1-Octanol. Diesem wird 50 mL einer 

wässrigen Lösung von 4-Nitrophenol in RO-Wasser (ß = 20 mg/L) zugesetzt. Der Scheidetrichter wird verschlossen, 

5 min. lang kräftig geschüttelt, wobei in kurzen zeitlichen Abständen bei nach oben gerichtetem 

Auslaufrohr der Hahn zum Druckausgleich kurz geöffnet wird. Nach 5 min. wird der Scheidetrichter in den 

Ständer gestellt und man wartet, bis sich die Phasen getrennt haben. Die untere (wässrige) Phase wird 

quantitativ in ein Becherglas (100 mL Fassungsvermögen) abgelassen (dazu - zur Vermeidung der Ausbildung 

eines Unterdrucks - den Stopfen vom Scheidetrichter nehmen!). Im Scheidetrichter verbleibt die Octanolphase, 

der 50 mL NaOH (c = 0,02 mol/L) zugesetzt wird. Nach Verschließen des Scheidetrichters wird 

nochmals für 5 min. kräftig geschüttelt und präpariert die wässrige (untere) Phase wie oben beschrieben. Zu 

der wässrigen Phase des ersten Extraktionsgangs gibt man ebenfalls 0,5 mL NaOH (2 mol/L) und mischt 

vollständig. Die beiden wässrigen Phasen werden in Zentrifugenbecher (Fassungsvermögen 100 mL) überführt, 

mit jeweils einem gleichartigen Gefäß mit RO-Wasser gegeneinander austariert und für 5 min bei 

4000 rpm zentrifugiert (Zentrifuge Biofuge primo, Heraeus, Hanau, FRG). Jeweils ca. 3 mL der unteren Phase 

werden mittels Pasteurpipette in 1 cm Photometerküvetten überführt und im Photometer (Hitachi, Typ 

1100, Colora, Lorch, FRG) bei 405 nm gegen RO-Wasser (Nullwert) vermessen. Liegen Messwerte über 1,0, 

wird die entsprechende Probe mit NaOH (c = 0,02 mol/L) verdünnt und zur Berechnung des KOW mit dem 

Verdünnungsfaktor multipliziert. Da die Messwerte entsprechend des Lambert-Beer'schen Gesetzes 

(Glchg. 1) proportional der Konzentration sind, wird direkt mit diesen der Verteilungskoeffizient KOW berechnet 

(Glchg. 2). 

Lambert-Beer'sches Gesetz: 

Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient: 

E= ε ⋅c 

⋅d 

c E 

K = 

Gleichung 1 

O O 

OW = Gleichung 2 

c W E W 

Wichtiger Hinweis zur Entsorgung: die organische Phase darf nicht in den Ausguss 

geschüttet werden. Sie wird in einem speziellen Behälter für "1-Oktanol-Abfall" gesammelt und 

der Wiederaufbereitung zugeführt! 

2.2.2 Bestimmung des KOW von Methylenblau 

Aus der Stammlösung Methylenblau (ß = 5000 mg/L) stellt man sich 100 mL einer 1:1000-Verdünnung in 

RO-Wasser her (ß = 5 mg/L). In einem Scheidetrichter (Nennvolumen: 200 mL) befindet sich 50 mL 1- 

Octanol. Diesem wird 50 mL der wässrigen Methylenblau-Lösung (5 mg/L) zugesetzt. Der Scheidetrichter 

wird 5 min. lang kräftig geschüttelt, wobei in kurzen zeitlichen Abständen bei nach oben gerichtetem Auslaufrohr 

der Hahn zum Druckausgleich kurz geöffnet wird. Nach 5 min. wird der Scheidetrichter in den Ständer 

gestellt und man wartet, bis sich die Phasen getrennt haben. Man lässt die untere wässrige Phase in ein 

Becherglas fließen, überführt in einen Zentrifugenbecher (Fassungsvermögen 100 mL), tariert gegen einen 

zweiten Becher mit RO-Wasser aus und zentrifugiert für 5 min bei 4000 rpm (Zentrifuge Biofuge primo, Heraeus, 

Hanau, FRG). Jeweils ca. 3 mL der unteren Phase werden mittels Pasteurpipette in 1 cm Photometerküvetten 

überführt und im Photometer (Hitachi, Typ 1100, Colora, Lorch, FRG) bei 665 nm gegen RO- 

Wasser (Nullwert) vermessen (EW); vermessen wird ebenfalls ein Aliquot der Ausgangslösung an Methylenblau 

(ß = 5 mg/L). Die Extinktionswerte sollten unter 1,0 liegen. Liegen Messwerte über 1,0, wird die ent- 





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sprechende Probe mit RO-Wasser verdünnt und zur Berechnung des KOW mit dem Verdünnungsfaktor multipliziert. 

Da die Messwerte entsprechend des Lambert-Beer'schen Gesetzes (Glchg. 1) proportional der 

Konzentration sind, wird direkt mit diesen der KOW berechnet (Glchg. 2). Der in die Octanolphase übergegangene 

Anteil an Methylenblau wird dabei rechnerisch ermittelt (Glchg. 3). 

Hinweis zur Entsorgung: die organische Phase darf nicht in den Ausguss geschüttet werden. Sie wird im 

Behälter für "1-Octanol-Abfälle" gesammelt! 

"Extinktionsanteil" von Methylenblau in 

Octanol 

2.2.3 Abschätzung (qualitativ) des KOW von Sudan III 

In einem Scheidetrichter (Nennvolumen: 200 mL) befindet sich 50 mL deion. Wasser. Diesem wird 50 mL 

einer Lösung von Sudan III in Octanol (200 mg/L) zugesetzt. Der Scheidetrichter wird 5 min. lang kräftig 

geschüttelt, wobei in kurzen zeitlichen Abständen bei nach oben gerichtetem Auslaufrohr der Hahn zum 

Druckausgleich kurz geöffnet wird. Nach 5 min. wird der Scheidetrichter in den Ständer gestellt und man 

wartet, bis sich die Phasen getrennt haben. Die wässrige Phase wird abgelassen und bei Bedarf (wenn ölige 

rote Tröpfen vorhanden sind) zentrifugiert (siehe Abschnitte 2.2.1 oder 2.2.2). Die Auswertung erfolgt qualitativ 

durch visuelle Befunderhebung gegen Vergleichslösungen mit Sudan-III in Octanol mit ß = 0,2, 2,0 und 

20 mg/L; der KOW wird abschätzt unter Verwendung des bekannten Gehaltes an Sudan III in octanolischer 

Lösung und dem Gehaltswert für die gerade noch erkennbare Rotfärbung von Sudan III in Lösung 

(0,1 mg/L). Man errechnet den KOW (Glchg. 2) unter Verwendung der Angabe "größer als" oder "kleiner als". 

3 Ergebnisse und Diskussion 

3.1 Bestimmung der Wasser-Octanol-Verteilungskoeffizienten 

3.1.1 Ergebnisse 

A. Nitrophenol 

Extinktion (405 nm) der wässrigen Phase nach der ersten Extraktion und Zusatz von NaOH: ____________ 

Extinktion (405 nm) des Rückextraktes (NaOH-Phase der zweiten Extraktion):________________________ 

Raum zur Berechnung des KOW: 

B. Methylenblau 

Extinktion (665 nm) der wässrigen Phase: ____________________________________________________ 

Extinktion (665 nm) der Ausgangslösung vor Extraktion: _________________________________________ 

Raum zur Berechnung des KOW: 

E = E −E 

O 

FB04-KMUB - Fachgebiet Umweltanalytik und Ökotoxikologie Dokument-ID: HP2110-UGChP-Th01-V01 vom 07.03.2008 / HP 

MB 

W 

Gleichung 3




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C. Sudan III 

Raum zur rechnerischen Abschätzung des POW: 

3.1.2 Beurteilung der Ergebnisse 


(z.B.: Erklärung des Verhaltens von 4-Nitrophenol anhand von Reaktionsgleichungen. Begründung des Verhaltens 

von Methylenblau und Sudan III anhand der Strukturformeln. Welche Bedeutung hat das jeweilige 

Verhalten für das Verhalten in der Biosphäre?) 





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