DE4026979A1

DE4026979A1 - Gravimetrische bestimmung der iod-zahl von russ

Info

Publication number: DE4026979A1
Application number: DE4026979A
Authority: DE
Inventors: Jun Lawrence J Murphy
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1990-08-25
Publication date: 1991-03-07
Also published as: IE903143A1; IL95326A0; KR910005049A; GB9017386D0; SE9002702D0; AU6200790A; SE9002702L; FR2651324A1; ZA906359B; DK207790A; CN1049909A; GB2235530B; GB2235530A; US5002892A; DK207790D0; PE10191A1; IT1243790B; IT9021284A1; JPH0396860A; PL286709A1

Description

Ruß ist eine amorphe Form des Kohlenstoffs mit verschie denartigen Verwendungszwecken, darunter die Verwendung als Pigment und als Verfestigungs- und Verstärkungs mittel für viele Kautschuk-Produkte. Im allgemeinen wird er technisch durch partielle Verbrennung oder thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen in der Dampfphase hergestellt.

Wegen der amorphen Natur ihrer Kohlenstoff-Atome unter scheiden sich die physikalischen Eigenschaften von Rußen voneinander. Die spezielle Verwendung eines Rußes hängt von diesen physikalischen Eigenschaften, inbesondere von seiner chemischen Zusammensetzung, den Pigment-Eigen schaften, der spezifischen Oberfläche, dem Untertei lungszustand, der Adsorptions-Aktivität, den Kolloid- Eigenschaften etc. ab.

Aufgrund der veränderlichen Natur der physikalischen Eigenschaften von Rußen ist es wichtig, daß ein hoher Grad der Einheitlichkeit des Produkts vorliegt. Eine besonders geeignete Weise der Kennzeichnung von Ruß ist die durch Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl. Die Iod- Adsorptions-Zahl steht in Beziehung zur spezifischen Oberfläche der Ruße und steht im allgemeinen mit der spezifischen Stickstoff-Oberfläche im Einklang, obwohl sie auch durch die Anwesenheit flüchtiger Stoffe, die Oberflächen-Porosität und extrahierbares Material beein flußt wird.

Während der technischen Erzeugung von Ruß ist es nötig, den erzeugten Ruß zu überwachen, um sicherzustellen, daß der in dem Durchlauf erzeugte Ruß in den Bereich der gewünschten Spezifikationen fällt. Dies geschieht oft durch die Entnahme von Proben und Prüfung derselben auf ihre Iod-Adsorptions-Zahl. Die Genauigkeit der Iod-Zahl hat in den letzten Jahren unter dem Gesichtspunkt der Qualitätskontrolle des Endprodukts, in das der Ruß ein gearbeitet wird, zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Iod-Adsorptions-Zahl wird im allgemeinen nach dem von der Industrie akzeptierten volumetrischen Standard-Test bestimmt, der in ASTM D 1510 festgelegt ist.

Nach diesem Test wird eine angemessene Probe eines Rußes 1 h in einem auf 125°C eingestellten Ofen getrocknet. Danach wird der Ruß auf 0,0001 g genau eingewogen. An schließend wird die mit 25 ml einer 0,0473 N Iod-Lösung (die vorher eingestellt wurde) behandelt. Die Mischung wird verschlossen und geschüttelt und dann zentrifu giert. Die überstehende Lösung wird dekantiert, und 20 ml der überstehenden Lösung werden in einen Kolben pipettiert. Diese Lösung wird mit 0,0394 N Natriumthio sulfat-Lösung (die vorher eingestellt wurde) titriert. Sobald die Lösung sich blaßgelb färbt, werden 5 Tropfen Stärke-Lösung hinzugefügt, und die Titration wird tropfenweise fortgesetzt, bis der Endpunkt (farblose Lösung) erreicht ist. Das Titrations-Volumen wird auf die nächsten 0,25 ml genau bei manueller Titration oder auf die nächsten 0,01 ml genau bei Titration mittels einer Digital-Bürette aufgezeichnet.

Eine Iod-Blindwert-Bestimmung wird in der Weise durchgeführt, daß man in einen Kolben 20 ml der 0,0473 N Iod-Lösung pipettiert oder 25 ml dieser Lösung abfüllt und mit 0,0394 N Natriumthiosulfat-Lösung titriert.

Die Iod-Adsorptionszahl wird mit einer Genauigkeit von 0,1 g/kg nach der Gleichung

I = [(B-S)/B] × (V/W) × N × 126,91

berechnet, worin

I = Iod-Adsorptions-Zahl, g/kg,
B = ml Natriumthiosulfat benötigt für den Blind wert,
S = ml Natriumthiosulfat benötigt für die Probe,
V = kalibriertes Volumen der 25 ml-Iod-Pipette oder der Iod-Abfüll-Vorrichtung (Dispenser),
W = Gewicht der Ruß-Probe in Gramm,
N = Normalität der Iod-Lösung, und
126,91 = Massen-Äquivalent des Iods.

Die volumetrischen Messungen der oben erwähnten Methode und die daraus resultierende Berechnung der Iod-Zahl sind hinsichtlich der Präzision beschränkt. Beispiels weise sind die zur Einstellung der Natriumthiosulfat- Lösung angewandten volumetrischen Messungen begrenzt durch die Genauigkeit der Ablesung des Volumens in einer Glas-Bürette mittels des menschlichen Auges, die Empfindlichkeit einer Digital-Bürette und durch die Toleranz der volumetrischen Geräte.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl von Ruß bereit zustellen, bei dem die Meßungenauigkeiten kleiner sind als die Ungenauigkeiten bei den Verfahren aus dem Stand der Technik.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl von Ruß bereitzustellen, das eine bessere Reproduzier barkeit innerhalb der Laboratorien und zwischen den Laboratorien ergibt.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduzierung der Variabilität der Eigenschaften von Ruß-Proben aufgrund einer genaueren Messung der Eigenschaften der Proben bereitzustellen.

Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, ein Verfahren zur Bestimmung der Iod-Zahl von Ruß bereitzustellen, das den statistischen Fehler im Ver gleich zu den gegenwärtigen analytischen Tests des Standes der Technik senkt.

Die oben bezeichneten und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, bei der die Iod-Zahl durch den Einsatz gravimetrischer Methoden bestimmt wird.

Im besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein gravimetrisches Verfahren zur Bestimmung der Iod-Adsorp tions-Zahl von Ruß. Bei diesem Verfahren wird die Konzentration einer Iod-Lösung durch Zugabe eines geeig neten standardisierten Titriermittels zu einem genau gewogenen aliquoten Anteil der Iod-Lösung bestimmt, bis der Endpunkt der Titration erreicht wird. Die Konzentra tion der Iod-Lösung wird durch genaue Wägung der Menge des standardisierten Titriermittels bestimmt, die nötig ist, um den Endpunkt zu erreichen. Eine geeignete Menge der Iod-Lösung wird zu einer vorher gewogenen Menge Ruß hinzugefügt. Das Gemisch aus Ruß und Iod-Lösung wird äquilibriert, und das standardisierte Titriermittel wird zu einem genau gewogenen Anteil des Überstandes des Gemischs aus Ruß und Iod-Lösung hinzugefügt, bis der Endpunkt erreicht ist. Die Menge des standardisierten Titriermittels, die zum Erreichen des Endpunktes be nötigt wird, wird dann genau gewogen, um die Konzentra tion des Überstandes zu bestimmen. Das Titriermittel wird in der Weise standardisiert, daß das Titriermittel zu einer genau gewogenen Menge eines geeigneten Primär- Standards mit bekannter Konzentration hinzugefügt wird, bis der Endpunkt der Titration erreicht ist. Die Konzen tration des Titriermittels wird dadurch bestimmt, daß die Menge desselben, die zum Erreichen des Endpunktes nötig ist, genau gewogen wird. Die Iod-Adsorptions-Zahl des Rußes wird mathematisch auf der Basis der gravi metrisch bestimmten Konzentration der Lösung des Primär- Standards, des Titriermittels, des Iod-Blindwertes und des Überstandes aus der äquilibrierten Ruß-Iod-Lösung bestimmt.

Unter "genau gewogen" ist zu verstehen, daß sämtliche Gewichts-Bestimmungen auf 0,1 mg genau vorgenommen werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Gerät zur Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl von Ruß. Herstel lungs-Mittel zur Herstellung der gegen ein Titriermittel zu titrierenden Lösungen umfassen eine erste Waage zur Wägung von Iod-Lösungen, Ruß, einem geeigneten Primär- Standard und einer den Primär-Standard enthaltenden Lösung; Äquilibrierungsmittel zur Äquilibrierung einer Mischung aus genau eingewogenem Ruß und genau einge wogener Iod-Lösung. Titrations-Mittel zum Titrieren der Lösung des Primär-Standards, der Iod-Lösung und des Überstandes aus dem äquilibrierten Gemisch aus Ruß und Iod-Lösung gegen das Titriermittel umfassen eine zweite Waage, einen auf der Waage ruhenden Titriermittel-Vor ratsbehälter und ein Titrations-Mittel, das eine poten tiometrische Elektrode, eine Rührereinrichtung und einen die zu titrierende Lösung enthaltenden Titrierbecher. Die zweite Waage wiegt genau die Menge des zu der zu titrierenden Lösung hinzuzufügenden Titriermittels. Steuerungs-Mittel, die mit der ersten Waage und der zweiten Waage verbunden sind, nehmen die Werte der Ge wichts-Bestimmungen von der ersten Waage und der zweiten Waage auf und verwenden die Werte der Gewichts-Bestim mungen zur gravimetrischen Bestimmung der Konzentratio nen der Lösung des Primär-Standards, des Titriermittels, der Iod-Lösung und der überstehenden Iod-Lösung. Die Steuerungs-Mittel berechnen die Iod-Adsorptions-Zahl des Rußes auf der Grundlage der Bestimmung der Konzentratio nen.

In der vorliegenden Erfindung wird ein geeignetes Titriermittel verwendet, das Fachleuten als brauchbar zum Titrieren von Iod bekannt ist. Ein bevorzugtes Titriermittel umfaßt Natriumthiosulfat-Lösung.

Zur Standardisierung des Titriermittels wird ein geeigneter Primär-Standard eingesetzt. Zu solchen Primär-Standards zählen - ohne daß dies einschränkend zu verstehen ist - Kaliumiodat, Kaliumbiiodat, Kalium chromat, Kaliumdichromat, Kaliumbromat, Natriumbromat, Kaliumhexacyanoferrat(III), N-Bromsuccinimid, Dichromat mit Ethylendiamintetraacetat (EDTA) oder dergleichen. Kaliumbiiodat wird bevorzugt.

In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird die Konzentration der Iod-Lösung dadurch be stimmt, daß diese zu einem genau eingewogenen Anteil einer Lösung eines Primär-Standards hinzugefügt wird, die Arsenoxid einer bekannten Konzentration enthält. Die standardisierte Iod-Lösung wird dann zur Standardisie rung der Natriumthiosulfat-Titriermittel-Lösung benutzt, indem die Natriumthiosulfat-Lösung zu einem genau ge wogenen Anteil der standardisierten Iod-Lösung hinzuge geben wird, bis der Endpunkt erreicht ist. Die Konzen tration der Natriumthiosulfat-Lösung wird dann dadurch bestimmt, daß diejenige Menge an Natriumthiosulfat- Lösung genau gewogen wird, die zum Erreichen des End punktes benötigt wird.

Die gravimetrische Methode der vorliegenden Erfindung zur Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl von Ruß umfaßt eine Anzahl Schritte, die sich zusammenfassen lassen als Herstellung der bei dem Verfahren verwendeten Chemika lien,
Standardisierung des Titriermittels;
Durchführung einer Blindwert-Bestimmung der Iod-Lösung unter Verwendung des standardisierten Titriermittels;
und schließlich Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl des Rußes durch Äquilibrieren einer eingewogenen Ruß-Probe mit der Iod-Lösung und Titration des Überstandes mit dem standardisierten Titriermittel.

Die gravimetrische Methode der vorliegenden Erfindung, bei der Natriumthiosulfat-Lösung das Titriermittel ist und Kaliumbiiodat der Primär-Standard ist, wird im Folgenden ausführlich erörtert.

A. Herstellung der Lösungen

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Chemika lien sind vorzugsweise solche der Qualität pro analysi und können nach irgendeinem dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. Alternativ können bestimm te derartige Chemikalien als vorgemischte Lösungen aus anerkannten technischen Quellen bezogen werden. Das gravimetrische Verfahren der vorliegenden Erfindung ver wendet vorzugsweise Iod- und Natriumthiosulfat-Lösungen, die in der gleichen Weise hergestellt werden wie in dem in ASTM D 1510 angegebenen volumetrischen Verfahren.

Die zur Durchführung der gravimetrischen Analyse be nötigten Lösungen umfassen eine Lösung von Natriumthio sulfat, eine Kaliumbiiodat umfassende Lösung, beispiels weise zur Standardisierung der Natriumthiosulfat-Lösung, und eine Iod-Lösung. In dem folgenden Beispiel wird eine Mischung aus 10% Kaliumiodid, Kaliumbiiodat und 10% Schwefelsäure bei der Standardisierung der Natriumthio sulfat-Lösung eingesetzt und wie folgt hergestellt:
Eine Lösung von Natriumthiosulfat (0,0394 ±0,0002 mol/kg) kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß etwa 4 l Wasser, 156,5 g Natriumthiosulfat und 80 ml n-Amylalkohol in ein kali briertes Gefäß gefüllt und bis zur Auflösung der Kri stalle gerührt werden. Danach wird eine ausreichende Menge Wasser zugegeben, so daß eine Gesamtmenge von 16 l entsteht, wobei 1 bis 2 h gerührt wird. Nachdem die Lösung 1 bis 2 d gealtert ist, ist die Lösung nach 1/2 h Rühren gebrauchsfertig.

Eine 10-proz. Lösung von Kaliumiodid (KI) kann bei spielsweise dadurch hergestellt werden, daß man 10 g Kaliumiodid in eine kleine, mit einem Stopfen verschlos sene Flasche einwiegt und dann genügend Wasser hinzu fügt, um das Gesamt-Volumen mit destilliertem entioni sierten Wasser auf 100 ml zu bringen.

Die Kaliumbiiodat-Lösung kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden. Man läßt 4 g Kaliumbiiodat 1 h bei 125°C trocknen und dann in einem Exsiccator 15 min sich auf Umgebungstemperatur abkühlen. Ein Polyethylen-Gefäß wird auf einer Waage austariert. Dann werden etwa 1 bis 1,1 g Kaliumbiiodat in das Gefäß gefüllt und genau ge wogen, und dann werden 150 g destilliertes entionisier tes Wasser hinzugefügt und genau gewogen. Dann wird das Gefäß mit einem Stopfen verschlossen und wenigstens etwa 15 min auf einer mechanischen Schüttelanlage geschüt telt.

Die Konzentration der Kaliumbiiodat-Lösung wird gemäß der folgenden Formel bestimmt:

worin 2,5645 mol/kg der stöchiometrische und Einstel lungsfaktor ist (um die Einheiten in die richtige Ordnung zueinander zu bringen).

Eine 10-proz. Schwefelsäure kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man 10 ml konzentrierte Schwe felsäure unter Verwendung von destilliertem entionisier ten Wasser auf 100 ml bringt.

Eine 1-proz. Lösung löslicher Stärke kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man 1 g Stärke zu 100 ml siedendem destillierten entionisierten Wasser hinzufügt. Daraufhin wird das Wasser 2 min weiter gekocht, und die Lösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Lösung ist etwa eine Woche oder bis zum Auftreten eines Nieder schlags stabil.

B. Einstellung (Standardisierung) der Natriumthiosulfat-Lösung

Zunächst werden etwa 5 ml Kaliumbiiodat in ein tariertes 100 ml-Titriergefäß gegeben und genau eingewogen. Dann werden jeweils 10 ml der 10-proz. Kaliumiodid-Lösung und der 10-proz. Schwefelsäure-Lösung zugesetzt, 25 ml destilliertes entionisiertes Wasser werden in das Titriergefäß gegeben, wobei man etwa an den Wänden des Gefäßes befindliche Tropfen hinunterspült.

Der Inhalt des Titrierbechers wird dann gegen die Natriumthiosulfat-Lösung titriert. Die Titration sollte nicht später als 2 min nach der Zugabe der Kaliumiodid- Lösung beginnen. Das Natriumthiosulfat wird gravi metrisch zugegeben, bis die Lösung hellgelb wird; zu diesem Zeitpunkt werden 5 Tropfen Stärkelösung in den Titrierbecher gegeben. Dann wird die Titration fort gesetzt, bis eine klare Lösung erhalten wird.

Die Konzentration der Natriumthiosulfat-Lösung wird wie folgt berechnet:

worin 12 der stöchiometrische Faktor ist.

Vorzugsweise werden zwei oder drei separat hergestellte Biiodat-Lösungen für Wiederholungs-Bestimmungen ti triert. Die Abweichungen zwischen den Wiederholungs- Bestimmungen der Natriumthiosulfat-Konzentration sollten vorzugsweise kleiner als 5 × 10^-5 mol/kg sein.

C. Blindwert-Bestimmung

Blindwert-Bestimmungen der anfänglichen Iod-Konzentra tionen werden unter Verwendung der eingestellten Natriumthiosulfat-Lösung hergestellt.

Die Iod-Lösung (0,02265 ±0,00015 mol/kg) kann bei spielsweise nach der in ASTM D 1510 angegebenen Arbeits weise hergestellt werden. Darin werden 912 g KI genau eingewogen, und 700 g davon werden in ein Becherglas gegeben und mit genügend destilliertem entionisierten Wasser zur Auflösung dieser Menge bedeckt. Das restliche KI wird in zwei getrennten Anteilen aufgelöst. Alter nativ ist jede Arbeitsweise brauchbar, bei der sicher gestellt ist, daß die Gesamtmenge des KI quantitativ gelöst wird. Danach werden 96,0000 g I₂ genau eingewogen und in das Becherglas gegeben. Das Wägegefäß und der zum Einfüllen des I₂ benutzte Trichter werden mit den rest lichen Teilen der KI-Lösung gewaschen. Dann wird Wasser unter Rühren bis zu einem Gesamt-Volumen von ungefähr 15 l zugegeben.

Die Blindwert-Bestimmung kann wie folgt durchgeführt werden. Etwa 10 g der Iod-Lösung werden in einen Kolben abgefüllt und genau gewogen. Dann werden 50 ml ent ionisiertes destilliertes Wasser zu der Iod-Lösung hinzugefügt, wobei die Wände des Kolbens abgespült werden, um sicherzustellen, daß das gesamte Iod sich in der flüssigen Phase und nicht an den Wänden des Kolbens befindet. Dann wird die Iod-Lösung mit der eingestellten Thiosulfat-Lösung titriert. Die Titration kann visuell oder kolorimetrisch erfolgen. In diesem Falle wird die Iod-Lösung zugegeben, bis die Lösung blaßgelb ist. Nach Zugabe von 5 Tropfen Stärke-Lösung wird die Titration fortgesetzt, bis der Endpunkt erreicht ist, d. h. sobald die Lösung farblos ist. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die Titration potentiometrisch unter Be nutzung einer Platin-Elektrode durchgeführt. Das Poten tial der in die Iod-Lösung eintauchenden Platin-Elektro de wird kontinuierlich bestimmt. Eine rasche Änderung des Potentials oder, mit anderen Worten, maximale potentiometrische Änderungen gegenüber der zugesetzten Menge Thiosulfat wird erhalten und entspricht dem End punkt der Titration. Das Gewicht der Natriumthiosulfat- Lösung, die zum Erreichen des Titrations-Endpunktes be nötigt wird, wird dann bestimmt.

Die Konzentration des Iod-Blindwertes wird gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:

worin 2 der stöchiometrische Faktor ist.

Die Bestimmung des Blindwertes sollte zwei- bis dreimal wiederholt werden. Die relative Standard-Abweichung beträgt vorzugsweise etwa 0,02% oder weniger, und ein Trend sollte nicht zu beobachten sein.

D. Bestimmung der Iod-Zahl

Eine geeignete Menge Ruß wird in einem auf 125°C ein gestellten Ofen etwa 1 h getrocknet. Die Tiefe des Bettes sollte vorzugsweise 6,35 mm (0,25 inch) nicht übersteigen. Der getrocknete Ruß wird dann in einen Exsiccator gestellt und auf Raumtemperatur abgekühlt.

Der getrocknete Ruß wird in einem geeigneten Glasgefäß eingewogen, das vorher tariert wurde. Flockiger Ruß sollte vorzugsweise vor der Wägung, und besonders bevor zugt vor dem Trocknen, verdichtet werden.

Alternativ zu dem Trocknen des Rußes kann das Gewicht des Rußes an einer Ruß-Probe bestimmt werden, die eine bekannte Menge an Feuchtigkeit enthält. Wenn die Menge der Feuchtigkeit in der Ruß-Probe bekannt ist, kann die Iod-Adsorptions-Zahl auf der Basis des berechneten Gewichts an wasserfreiem Ruß bestimmt werden.

Die Beziehung des Gewichts der Feuchtigkeit enthaltenden Probe zu dem vorliegenden wasserfreien Ruß kann wie folgt bestimmt werden:

Da der getrocknete Ruß Feuchtigkeit aufnimmt, sobald er dem Exsiccator entnommen wird, läßt sich die Präzision der Iod-Adorptions-Zahl möglicherweise dadurch noch weiter erhöhen, daß man besser die Feuchtigkeit in den Berechnungen berücksichtigt, als daß man versucht, die Feuchtigkeit auszuschalten.

Nachdem das den Ruß enthaltende Glasgefäß genau gewogen wurde, wird eine geeignete Menge Iod hinzugefügt. Die Menge an Iod, die hinzuzufügen ist, basiert auf dem Verhältnis, das bei der volumetrischen Methode nach ASTM 1510 angewandt wird, etwa 40 ml Iod pro 0,8 g Ruß.

Die Ruß-Iod-Mischung wird dann mittels irgendeiner, dem Fachmann bekannten Methode äquilibriert. In einer Aus führungsform wird die Ruß-Iod-Mischung durch Schütteln und Zentrifugieren äquilibriert. Insbesondere wird das Glasgefäß vorzugsweise auf einer herkömmlichen mechani schen Schütteleinrichtung geschüttelt, die auf "stark" ("hoch") eingestellt ist. Die mechanische Schüttelein richtung ist vorzugsweise befähigt, eine Horizontal bewegung von 240 Hin-/Her-Schritten in der Minute zu erzeugen. Nach dem Schütteln wird die Flasche in eine Zentrifuge überführt. Geperlte Proben werden vorzugs weise 1 min zentrifugiert, während flockige Proben vorzugsweise 3 min zentrifugiert werden, wobei die Ge schwindigkeit der Zentrifuge auf etwa 2000 UpM (Um drehungen pro Minute) eingestellt wird.

Etwa 10 ml des Überstandes werden in ein vorher tariertes Gefäß (etwa einen 100 ml Mettler^TM-Becher) gefüllt, und der Überstand wird genau gewogen.

Danach werden 50 ml entionisiertes destilliertes Wasser in das Gefäß gebracht, wobei man dafür sorgt, daß die Wände des Gefäßes abgespült werden, um sicherzustellen, daß das gesamte Iod sich in der flüssigen Phase und nicht an den Wänden des Kolbens befindet. Die Lösung wird dann mit der eingestellten Natriumthiosulfat- Lösung titriert. Wenn die Titration kolorimetrisch erfolgt, wird das eingestellte Natriumthiosulfat gravi metrisch zugegeben, bis die Lösung blaßgelb ist. Die Bürettenspitze und die Wände des Gefäßes werden mit Wasser gewaschen, und 5 Tropfen Stärke-Lösung werden in das Gefäß gegeben. Die Titration wird dann wieder auf genommen, bis der Endpunkt erreicht ist, d.h. bis die Lösung farblos ist. Vorzugsweise wird die Titration potentiometrisch unter Benutzung einer Platin-Elektrode und einer Bezugs-Elektrode in der Weise durchgeführt, daß die Natriumthiosulfat-Lösung bis zum Erreichen des Endpunktes gravimetrisch zugegeben wird.

Das Gewicht der bis zum Erreichen des Endpunktes der Titration verbrauchten Natriumthiosulfat-Lösung wird dann bestimmt. Die Konzentration des Überstandes wird wie folgt bestimmt:

worin 2 der stöchiometrische Faktor ist.

Die Iod-Adsorptions-Zahl wird dann wie folgt bestimmt:

worin 253,81 g/mol das Molekulargewicht des Iods ist.

Wasser hoher Reinheit sollte in dem Verfahren der vor liegenden Erfindung eingesetzt werden. Demgemäß sollte das Wasser destilliert und entionisiert sein. Die Leit fähigkeit des Wassers sollte kleiner als 3 µS (3 micro- mhos) sein. Wasser kann idealerweise für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung gereinigt werden, beispiels weise durch Verwendung eines Nanopure System^TM mit 4 Modulen. Das gereinigte Wasser kann in einem Behälter aufbewahrt werden, jedoch sollte der Behälter einmal am Tag geleert und neu gefüllt werden, um sicherzustellen, daß sich keine Bakterien bilden, die die Titration stören würden.

Die vorliegende Erfindung, wie sie im Vorstehenden be schrieben ist, kann gänzlich manuell durchgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform für techni sche Anwendungen wird die vorliegende Erfindung so modi fiziert, daß sie in halbautomatisierter oder vollauto matisierter Weise durchgeführt wird.

In einer derartigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das gravimetrische Gerät Herstel lungs-Mittel zur Wägung und anderweitigen Herstellung der standardisierten Lösungen und der anderen zu titrierenden Lösungen, um die Iod-Adsorptions-Zahl zu erhalten. Es umfaßt einen Iod-Vorratsbehälter, eine erste Mettler^TM-Waage und Äquilibrierungs-Mittel zur Äquilibrierung der Ruß-Iod-Mischung; und Titrations mittel, die eine Waage, Mittel zur Anhebung der Mettler^TM-Waage, einen Natriumthiosulfat-Vorratsbehälter, einen Magnetrührer zum Rühren der Iod-Thiosulfat-Reak tionsmischung, eine Platin- und eine Bezugs-Elektrode und ein Titriergefäß, das die zu titrierende Lösung ent hält, umfassen.

Die Mettler^TM-Waage der Herstellungs-Mittel wird benutzt zur Wägung der Iod-Lösung, des Rußes und, beispiels weise, des Kaliumbiiodats und, beispielsweise, der Kaliumbiiodat-Lösung. Der Iod-Vorratsbehälter enthält die Iod-Lösung und wird unter Verwendung eines Inert gases, vorzugsweise von Helium, mit Druck beaufschlagt, um die Iod-Lösung mittels einer Rohrleitung und eines Ventils, die mit dem Iod-Vorratsbehälter verbunden sind, in ein Titriergefäß zu überführen. Das Ventil wird durch das Bedienungspersonal gesteuert, beispielsweise über einen Kippschalter. Das Titriergefäß wird auf die Waage gestellt, auf der die Iod-Lösung gewogen werden soll, und die Iod-Lösung wird in das Gefäß überführt und gleichzeitig gewogen, bis die gewünschte Menge erhalten worden ist.

Alternativ kann in einer anderen Ausführungsform das Iod gravimetrisch mittels einer Dispensier-Vorrichtung zuge führt werden, die einen Schrittmotor oder dergleichen benutzt, um ein gegebenes Volumen Iod-Lösung in das Titriergefäß zu dispensieren. Diese Ausführungsform wird als gravimetrisch angesehen, da das Dispensiergerät täglich in der Weise kalibriert wird, daß ein vorgegebe nes Volumen dispensiert wird, die dispensierte Iod- Lösung dispensiert wird und die Dichte der Iod-Lösung auf der Basis der Messungen von Gewicht und Volumen berechnet wird. Sobald die Dichte bekannt ist, kann das korrekte Volumen der Iod-Lösung (das einem gegebenen Gewicht entspricht) dispensiert werden. Ein Beispiel für eine annehmbare Dispensier-Vorrichtung ist das 665 Dosi met, erhältlich von Metrohm Corp.

Die Herstellungs-Mittel schließen auch ein Mittel zur Äquilibrierung der Ruß-Iod-Mischung ein. In einer Aus führungsform umfaßt das Mittel zur Äquilibrierung der Ruß-Iod-Mischung eine mechanische Schütteleinrichtung und eine Zentrifuge, wie bereits weiter oben erörtert wurde. In einer anderen Ausführungsform kann die Äquili brierung dadurch erfolgen, daß die Ruß-Iod-Mischung zu erst gerührt und dann filtriert wird. Ein Teil des Filtrats wird danach mit der eingestellten Natriumthio sulfat-Lösung titriert. Mittel zum Rühren und Filtrieren eignen sich für eine Automatisierung eher als solche zum Schütteln und Zentrifugieren. Für die Zwecke der vor liegenden Erfindung werden die Begriffe "Filtrat" und "Überstand" als synonym angesehen.

Wenngleich die Temperatur der Kohlenstoff-Iod-Mischung bei der volumetrischen Methode kein so kritischer Para meter ist, wird die Temperatur wichtiger, wenn die Genauigkeit der Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl zu nimmt. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Adsorption des Iods an dem Ruß temperaturabhängig ist. Mit einer Zunahme der Temperatur um 1°C nimmt die Adsorption des Iods an der Ruß-Oberfläche um etwa 0,1 mg/g ab. Somit ist die Steuerung der Temperatur wichtig zur Beibehal tung der Genauigkeit der gravimetrischen Bestimmung der Iod-Adsorptions-Zahl.

Dementsprechend wird in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Temperatur der Ruß-Iod- Mischung durch Mittel zur Temperatursteuerung gesteuert. Die Mittel zur Temperatursteuerung können beispielsweise Wasserbäder umfassen, in die das Gefäß, das die zu dem Ruß hinzuzufügende Iod-Lösung enthält, und/oder das Gefäß, das die Ruß-Iod-Mischung enthält, hineingestellt werden. Die Temperatur der Ruß-Iod-Mischung kann weiter hin in der Ausführungsform, in der die Mischung dem Rühren und der Filtration unterworfen wird, dadurch ge nauer gesteuert werden, daß diese Komponenten in ein Wasserbad etc. gestellt werden. Alternativ kann ein beliebiges anderes, dem Fachmann bekanntes Mittel zur Steuerung der Temperatur der Ruß-Iod-Mischung verwendet werden.

Die Waage des Titrations-Mittels umfaßt einen Thio sulfat-Vorratsbehälter (d. h., eine vorher festgelegte Menge Natriumthiosulfat-Lösung ist unmittelbar vor einer gegebenen Titration in einem Gefäß enthalten) und wird zur Messung des Gewichts des Natriumthiosulfats verwen det, das zu der zu titrierenden Lösung hinzugegeben wird. Der Thiosulfat-Vorratsbehälter wird nach Beendi gung einer gegebenen Titration über eine Schlauchleitung und ein Ventil aufgefüllt, die mit einer unter Druck stehenden, Natriumthiosulfat-Lösung enthaltenden Flasche verbunden sind. Die Flasche wird mit Druck durch ein inertes Gas beaufschlagt, beispielsweise Helium. Die Natriumthiosulfat-Lösung aus dem Thiosulfat-Vorrats behälter auf der Waage wird in ein die zu titrierende Lösung enthaltendes Titriergefäß mittels einer oder mehrerer Schlauchleitungen überführt, die jeweils ein damit verbundenes Ventil aufweisen. Vorzugsweise führen zwei Schlauchleitungen mit variierendem Durchmesser von dem Thiosulfat-Vorratsbehälter zu dem Titriergefäß. Die Ventile können mittels eines Kippschalters oder durch einen Computer, wie weiter unten erläutert wird, geöff net und geschlossen werden. Die Leitung mit dem größeren Durchmesser wird für die anfänglichen Teile der Titra tion verwendet, während die Leitung mit dem kleineren Durchmesser der besseren Genauigkeit wegen verwendet wird, wenn man sich dem Endpunkt der Titration nähert. Das Gewicht der Thiosulfat-Lösung, die in das Titrier gefäß überführt worden ist, wie es mit Hilfe der Waage bestimmt wird, wird zur Bestimmung der Konzentration der der Titration unterzogenen Lösung herangezogen.

Die Mittel zur Anhebung der Waage in der Titrierstation sind nützlich bei der Bereitstellung eines ausreichenden Kopfdrucks, um eine angemessene Strömungsgeschwindigkeit des Natriumthiosulfats aus dem Thiosulfat-Vorratsbehäl ter in das Titriergefäß zu erreichen. Eine Platin-Elek trode und eine Bezugs-Elektrode, die mit dem Titrier gefäß verbunden sind, können mittels eines mechanischen Armes oder dergleichen an Ort und Stelle gehalten werden.

Jedesmal, wenn der Iod-Vorratsbehälter oder die die Natriumthiosulfat-Lösung enthaltende Flasche aufgefüllt oder nachgefüllt werden oder das Gerät 8 h oder länger nicht benutzt worden ist, wird es bevorzugt, daß die damit verbundenen Leitungen mit der jeweiligen passenden Lösung gespült werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das gravimetrische Gerät ein Steuer mittel wie etwa einen Rechner (Computer), der an die Herstellungsmittel und die Titrationsmittel angekoppelt ist. Wenn das Steuermittel ein Rechner ist, kann dieser mit Software ausgerüstet werden, die dazu ausgelegt ist, sämtliche der Gewichte, die die Waage des Herstellungs mittels bestimmt hat und die die Waage des Titrations mittels bestimmt hat, zu speichern, die zur Erlangung der Iod-Adsorptions-Zahl notwendigen Berechnungen durch zuführen und/oder die Ventile in Leitungen zu steuern, die die eingestellte Natriumthiosulfat-Lösung zu dem Titriergefäß transportieren. Insbesondere ist der Rechner über Schnittstellen mit den Waagen der Herstel lungsmittel und der Waage des Titrationsmittels verbun den. Das Gewicht jeder gewogenen Probe wird mittels einer Handtaste oder dergleichen übertragen. Weiterhin ist der Rechner mit der Platin- und der Bezugselektrode, den Ventilen und dem Iod-Dispensiergerät gekoppelt. Das Software-Progamm ist vorzugsweise benutzerfreundlich konzipiert. Der Rechner und die Rechner-Software ermög lichen die Durchführung des gravimetrischen Verfahrens der vorliegenden Erfindung mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um das Verfahren praktikabel und auch für technische Anwendungen attraktiv zu machen. Dieses Ver fahren verbessert die Präzision der Bestimmung der Iod- Adsorptions-Zahl, was eine Senkung der Variabilitäten der Bestimmung zwischen Laboratorien und zwischen ein zelnen Personen nach sich zieht und auch die Möglichkeit des menschlichen Fehlers vermindert.

Die Rechner-Software kann so entworfen sein, daß man die Titration dadurch genauer ablaufen läßt, daß das Öffnen und Schließen des Ventils der Natriumthiosulfat-Leitung mit dem größeren Durchmesser und des Ventils der Leitung mit dem kleineren Durchmesser steuert. Beispielsweise kann die Titration mittels Rechner-Anweisungen gesteuert werden, mittels derer das zu öffnende Ventil gewählt wird und die Zeitspanne (d. h. in Zehntelsekunden) ge wählt wird, für deren Dauer das Ventil geöffnet werden soll.

Die Rechner-Software kann weiterhin dazu benutzt werden, zusätzlichen Aspekten der Automatisierung des gravi metrischen Verfahrens der vorliegenden Erfindung Rech nung zu tragen.

Beispielsweise kann die Rechner-Software einen Algorith mus einschließen, der die automatisierte Bestimmung der Endpunkte der potentiometrischen Titration ermöglicht. Dies kann bewerkstelligt werden durch Abschätzung des Gewichts der während der Titration zu der Lösung hinzu zufügenden Natriumthiosulfat-Lösung, ohne dabei den Titrations-Endpunkt zu überschreiten. Bei dieser Titra tion dauert die Zugabe einer genügenden Menge auch nicht zu lange.

Beispielsweise kann die Menge der zuzusetzenden einge stellten Natriumthiosulfat-Lösung aus vorher gesammelten Datenpunkten vorhergesagt werden, die während der poten tiometrischen Titration erhalten wurden (d. h. der zuge setzten Menge Thiosulfat-Lösung in mg gegenüber der Potentialänderung in mV), d. h. wieviel der Lösung bei der nächsten Zugabe hinzugefügt werden sollte. Dies kann durch Vorhersage der nächsten Ableitung (schrittweise Änderung des elektrischen Potentials dividiert durch die schrittweise Änderung des Gewichts der zugegebenen Natriumthiosulfat-Lösung) auf der Basis vorhergehender Daten erfolgen, wenn man äquivalente Zugaben an Thio sulfat-Lösungen annimmt. Durch Auswählen einer geeigne ten Änderung des Potentials (mV) kann die zuzusetzende Menge Thiosulfat-Lösung berechnet werden. Die Masse kann beispielsweise dadurch gesteuert werden, daß der Rechner das Ventil einer der beiden Thiosulfat-Leitungen für eine bestimmte Zeitdauer öffnet, da die Fließgeschwin digkeit durch jedes Ventil vorher festgelegt ist.

Ein Algorithmus, der bei der Vorhersage der Ableitung des nächsten Punktes entlang der Kurve, die die Bezie hung zwischen dem elektrischen Potential und dem Gesamt gewicht der hinzugefügten Natriumthiosulfat-Lösung definiert, gute Dienste leistet, ist der folgende:

Hierin ist J als der vorherzusagende Datenpunkt defi niert; G ist die Zahl der Ableitungen, über die ge mittelt wird, und i = G + 1.

Die Berechnung der Ableitung, wie sie oben dargestellt ist, schreitet fort, sowie der Rechner neu berechnete Ableitungen mit früher berechneten Ableitungen ver gleicht. Die Titration wird fortgeführt, bis ein Maximal-Wert der Ableitung erhalten wird, d. h. bis der zuletzt gemessene Titrationspunkt eine Ableitung liefert, die kleiner ist als die vorher berechnete Ableitung. Danach bestimmt der Rechner den genauen Endpunkt der Titration durch Interpolation zwischen dem Datenpunkt mit der maximalen Ableitung und den Punkten davor und danach. Wenn eine Ableitung erhalten wird, die kleiner als die zuvor berechnete Ableitung ist, wird vorzugsweise die Titration fortgesetzt, bis eine Ablei tung erhalten wird, die um einen bestimmten Prozentsatz kleiner als das Maximum ist (d. h. 60%), um die Möglich keit einer Störung der Bestimmungen der maximalen Ab leitung und des Endpunktes durch Rauschen auszuschalten. Wenn die Ableitung 60% des Maximal-Wertes oder weniger beträgt, wird die Titration beendet. Sobald der Endpunkt der Titration bestimmt ist, können die oben erwähnten Berechnungen für die Iod-Konzentration des Überstandes und die Iod-Adsorptions-Zahl des Rußes durchgeführt werden, wozu die Gewichte der Lösungen und des Rußes herangezogen werden, die im Speicher des Rechners ge speichert sind.

Die Software kann weiterhin so entworfen sein, daß statt einer direkten Wägung die Dichte-Bestimmung der Iod- Lösung durchgeführt wird, wenn das Iod aus dem Dispen siergerät dispensiert wird. Beispielsweise werden die Werte des bekannten Volumens der dispensierten Iod- Lösung und des Gewichts derselben zu dem Rechner über tragen, der dann die Berechnung der Dichte durchführt. Sobald die Dichte der Iod-Lösung bekannt ist, kann der Rechner das Volumen der durch das Dispensiergerät zu dispensierenden Iod-Lösung auf der Basis des Gewichts der Ruß-Probe bestimmen und das Gewicht der dispensier ten Iod-Lösung genau bestimmen.

Der Rechner kann auch über Schnittstellen mit anderen Teilen des gravimetrischen Geräts der vorliegenden Erfindung verbunden sein, darunter dem Mittel zur Temperatursteuerung, dem Mittel zum Rühren und dem Potential der titrierten Lösung und der Masse der zuge setzten Natriumthiosulfat-Lösung, dem Filtriermittel und einem Drucker zum Ausdrucken der Datenpunkte und ihrer Ableitungen, der bei der Titration verstrichenen Zeit, der Fließgeschwindigkeiten und der Ergebnisse der durch den Rechner durchgeführten Berechnungen.

In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird der Rechner mit einem Rechner zur Prozeß steuerung gekoppelt (im Handel erhältlich oder aus im Handel erhältlichen Programmen abgeleitet), der die Herstellung von Ruß steuert. Dementsprechend können die Parameter der Ruß-Produktion modifiziert werden, falls die erhaltene Iod-Adsorptions-Zahl nicht innerhalb vor her festgelegter Grenzwerte liegt.

Die Genauigkeit, mit der die Gewichts-Bestimmungen der Lösungen in der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, liegt etwa um eine Größenordnung (zehnmal) besser als die Genauigkeit der in ASTM 1510 angegebenen Volumen-Bestimmungen. Darüber hinaus sind die Titratio nen der vorliegenden Erfindung etwa 5- bis 10mal genauer als das in ASTM 1510 angegebene volumetrische Verfahren. Insgesamt wird angenommen, daß die Verbesse rung der Präzision der Messungen der vorliegenden Erfin dung wenigstens etwa dreimal besser ist als das volu metrische Verfahren. Demgemäß müßte die volumetrische Bestimmung neunmal wiederholt werden, damit die Prä zision des volumetrischen Verfahrens sich derjenigen der vorliegenden Erfindung nähert.

Die Software der vorliegenden Erfindung kann sich der Sprache Quick Basic^TM der Microsoft Corporation bedienen, und der Rechner kann jeder beliebige handelsübliche kon ventionelle Rechner sein. Der kompilierte Code wird in Verbindung mit der aus dem Steuerungsmittel und den peripheren Einrichtungen bestehenden Instrumentierung verwendet, da der kompilierte Code schneller und besser übertragbar ist als der interpretierte Modus. Die Software steuert die peripheren Einrichtungen, sammelt Daten, speichert Daten, analysiert Daten, berichtet die Ergebnisse und stellt eine "benutzerfreundliche" Schnittstelle zwischen dem Bediener und dem Instrument bereit.

Zu den durch die Software gesteuerten peripheren Ein richtungen zählen die analytischen und Titrations-Waagen für die Massen-Messungen, eine Platin- und eine Bezugs- Elektrode für die Spannungs-Messungen, Ventile zur Steuerung der abgegebenen Mengen der Lösungen, ein Dis penser zum präzisen automatischen Transport der Iod- Lösung, ein Drucker zur Bereitstellung einer Papierkopie von Rohdaten, Ergebnisse der Daten-Analysen, Datum, Zeit und Proben-Identifizierung, und ein Monochrom-Monitor zur Anzeige von Information für den Bediener.

Die peripheren Einrichtungen werden an die Rechner- Spezifikationen wie folgt angekoppelt. Die Waagen und der Dispenser sind mit dem Rechner über RS-232-Hardware- und Software-Logik verbunden. Die Ventile werden mit dem Rechner über eine Datenerfassungskarte gekoppelt, die in einem Erweiterungssteckplatz des Rechners plaziert ist. Die Datenerfassungskarte überträgt in diesem Falle digitale Logik von dem Rechner zu Relais, die das Öffnen und Schließen der betreffenden Ventile steuern. Diese Operation steuert die Zeit, während der die Ventile ge öffnet sind. Die Elektrode ist mit dem Rechner über die selbe Datenerfassungskarte gekoppelt, die oben erwähnt wurde. In diesem Fall wandelt die Erfassungskarte das Analog-Signal in ein Digital-Signal zur Verwendung durch den Rechner um. Der Drucker ist mit dem Rechner über den parallelen Schnittstellen-Ausgang des Rechners verbun den. Der Monitor ist an den Rechner unter Verwendung einer Videokarte in einem Erweiterungssteckplatz in dem Rechner angeschlossen.

Die Daten werden über diese Schnittstellen durch den Rechner gesammelt, wo sie anschließend gespeichert werden. Die Software analysiert die Daten zu Zwecken der Steuerung des Versuchs und berechnet die verschieden artigen Parameter, die erforderlich sind, um die Iod- Zahl zu erhalten. Die Ergebnisse werden dann auf einen Drucker übertragen.

Das folgende Beispiel erläutert, wie die Software mit den Einrichtungen zusammenarbeitet und eine benutzer freundliche Betriebsart für den Bediener schafft.

Der Bediener steht mit dem Instrument vermittels einer Reihe von Bildschirm-Bedieneranweisungen (Prompts) in Verbindung. Beispielsweise stellt eine der anfänglichen Bedieneranweisungen dem Anwender vier Optionen zur Ver fügung. Diese Optionen umfassen die Bestimmung der Iod- Blindwert-Konzentration, die Bestimmung der Iod-Zahl einer Ruß-Probe, die Einstellung von Thiosulfat-Lösungen und einen Hilfe-Bildschirm. Wenn beispielsweise ein Anwender die Iod-Zahl-Option anwählt, führt ihn die nächste Serie von Prompts durch diese Arbeitsgänge, die das Wägen des Rußes, das Dispensieren der Iod-Lösung und das Wägen und Titrieren eines aliquoten Anteils der überstehenden Lösung einschließen.

Das Gewicht des Rußes wird durch Drücken einer an der Waage angebrachten Hand-Taste direkt zu dem Rechner übertragen. Die Menge des dispensierten Iods wird durch die Software berechnet und entweder mittels eines Dis pensiergeräts oder gravimetrisch mit Hilfe eines durch den Bediener gesteuerten Ventils abgegeben. Das Gewicht des Überstandes wird ebenfalls durch die Hand-Taste der Waage direkt in den Rechner übertragen. Die potentio metrische Titration wird durch die Software gesteuert. Speziell wird die Elektroden-Spannung gemessen, und die Öffnungszeiten der Ventile werden in solcher Weise gesteuert, daß der Endpunkt der Titration korrekt ohne Beteiligung des Bedieners erreicht wird.

Die Software bestimmt dann den Endpunkt auf der Basis der Technik der maximalen Ableitung. Die Konzentration der Iod-Lösung wird dann aus dem Gewicht der bei der Titration verbrauchten Iod-Lösung und der Endpunkt-Masse der Thiosulfat-Lösung bestimmt. Die Iod-Zahl wird dann aus der vorher bestimmten Iod-Blindwert-Konzentration, der Iod-Proben-Konzentration und den Gewichten des Rußes und der mit dem Ruß äquilibrierten Iod-Lösung berechnet.

Die im Vorstehenden genannten Beispiele sind nicht als exklusiv zu verstehen. Viele andere Variationen der vorliegenden Erfindung wären für einen Fachmann nahe liegend. Beispielsweise kann es möglich sein, die vor liegende Erfindung zur gravimetrischen Bestimmung der Iod-Zahl anderer kohlenstoffhaltiger Materialien wie Graphit und Kunstkohle sowie anderer Substrate wie Platin, Magnesiumoxid, Glaskugeln, Aluminiumoxid und Siliciumdioxid einzusetzen. Alle diese naheliegenden Modifikationen werden als im Rahmen der angefügten Ansprüche liegend angesehen.

Claims

1. Gravimetrisches Verfahren zur Bestimmung der Iod-Adsorp tions-Zahl von Ruß, umfassend
die Bestimmung der Konzentration einer genau einge wogenen Iod-Lösung durch Zugabe eines eingestellten Titriermittels zu der genannten Iod-Lösung, bis der End punkt der Titration erreicht wird,
die genaue Wägung einer Menge Ruß und die Zugabe einer passenden Menge eines genau gewogenen Anteils der ge nannten Iod-Lösung,
die Äquilibrierung der Mischung aus Ruß und Iod-Lösung,
die Zugabe des eingestellten Titriermittels zu einem genau gewogenen Anteil des Überstandes der Mischung aus Ruß und Iod-Lösung, bis der Endpunkt der Titration er reicht ist, und die Bestimmung der Konzentration des Überstandes durch genaue Wägung der Menge des einge stellten Titriermittels, die zum Erreichen des genannten Endpunktes benötigt wird, und
die Berechnung der Iod-Adsorptions-Zahl des Rußes auf der Basis der gravimetrisch bestimmten Konzentration des Titriermittels, der Iod-Lösung und des Überstandes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend die Einstellung des Titriermittels durch Zugabe des Titrier mittels zu einer einen geeigneten Primär-Standard ent haltenden Lösung mit bekannter Konzentration, bis der Endpunkt der Titration erreicht ist, und die Bestimmung der Konzentration des Titriermittels durch genaue Wägung der Menge des Titriermittels, die zum Erreichen des End punktes nötig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin das Titriermittel eine Natriumthiosulfat-Lösung umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin der Primär-Standard Kaliumiodat, Kaliumbiiodat, Kaliumchromat, Kaliumdi chromat, Kaliumbromat, Natriumbromat, Kaliumhexacyano ferrat(III), N-Bromsuccinimid, Dichromat mit Ethylen diamintetraacetat (EDTA) oder dergleichen umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, worin der Primär-Standard Kaliumbiiodat umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Konzentration der Kaliumbiiodat-Lösung nach der Formel berechnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die Konzentration der Natriumthiosulfat-Lösung nach der Formel berechnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, worin die Konzentration des Iod-Blindwertes nach der Formel bestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin die Konzentration des Iods nach dem Äquilibrieren mit Ruß nach der Formel bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin die Iod-Adsorptions- Zahl des Rußes nach der Formel bestimmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 5, worin die Natriumthiosulfat- Lösung weiterhin Kaliumiodid und Schwefelsäure umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend die Bestimmung der Konzentration der Kaliumbiiodat-Lösung durch genaue Wägung des Kaliumbiiodats, Hinzufügen einer geeigneten Menge Wasser, Bestimmung des Gesamtgewichts der Lösung und Bestimmung der Konzentration der Lösung auf der Basis dieser Gewichte.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin die Natriumthiosulfat- Lösung durch eine kolorimetrische Titration eingestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, worin der Blindwert und die Konzentration des Überstandes durch potentiometrische, visuelle oder kolorimetrische Titration bestimmt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Äquilibrierung das Schütteln der Ruß-Iod-Mischung und danach das Zentrifu gieren umfaßt, um den Überstand zu erhalten.

16. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Äquilibrierung das Rühren und Filtrieren der Ruß-Iod-Mischung umfaßt, um den Überstand zu erhalten.

17. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Trocknen des Rußes vor der Wägung.

18. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Bestimmen des Feuchtigkeits-Gehaltes des Rußes und das Berücksichtigen des Feuchtigkeits-Gehaltes bei der Berechnung der Iod-Adsorptions-Zahl.

19. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Bereitstellen von Mitteln zur Steuerung der Temperatur der Ruß-Iod-Mischung.

20. Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend das Bereitstellen eines Steuerungsmittels zur genauen Steue rung der Zugabe der eingestellten Natriumthiosulfat- Lösung zu der zu titrierenden Lösung, zur Speicherung der Gewichts-Bestimmungen und zur Durchführung der Konzentrations-Bestimmungen und der Berechnungen der Iod-Adsorptions-Zahl.

21. Verfahren nach Anspruch 20, weiterhin umfassend das Koppeln des Steuerungsmittels mit einem Mittel zur Prozeßsteuerung, das Verfahrensparameter bei der Her stellung des Rußes steuert, und das Einstellen der Verfahrensparameter durch das Mittel zur Prozeßsteuerung auf der Basis der berechneten Iod-Adsorptions-Zahl, die von dem Steuerungsmittel empfangen wurde.

22. Gravimetrisches Verfahren zur Bestimmung der Iod-Adsorp tions-Zahl von Ruß, umfassend
die Einstellung einer Natriumthiosulfat umfassenden Lösung durch Hinzufügen der Natriumthiosulfat-Lösung zu einer genau gewogenen Menge einer Kaliumbiiodat-Lösung mit bekannter Konzentration, bis der Endpunkt der Titra tion erreicht ist, und Bestimmung der Konzentration der Natriumthiosulfat-Lösung durch genaue Wägung der Menge der Natriumthiosulfat-Lösung, die zum Erreichen des End punktes benötigt wird,
die Durchführung einer Blindwert-Bestimmung einer genau gewogenen Iod-Lösung durch Hinzufügen des eingestellten Natriumthiosulfats zu der Iod-Lösung, bis der Endpunkt der Titration erreicht ist, und Bestimmung der Konzen tration der Iod-Lösung durch genaue Wägung der Menge der Natriumthiosulfat-Lösung, die zum Erreichen des End punktes benötigt wird,
die genaue Wägung einer Menge Ruß und die Zugabe einer passenden Menge eines genau gewogenen Anteils der ge nannten Iod-Lösung,
die Äquilibrierung der Mischung aus Ruß und Iod-Lösung,
die Zugabe der eingestellten Natriumthiosulfat-Lösung zu einem genau gewogenen Anteil des Überstandes der Mischung aus Ruß und Iod-Lösung, bis der Endpunkt der Titration erreicht ist, und die Bestimmung der Konzen tration des Überstandes durch genaue Wägung der Menge der eingestellten Natriumthiosulfat-Lösung, die zum Erreichen des genannten Endpunktes benötigt wird, und die Berechnung der Iod-Adsorptions-Zahl des Rußes auf der Basis der gravimetrisch bestimmten Konzentrationen der Kaliumbiiodat-Lösung, der Natriumthiosulfat-Lösung, des Iod-Blindwertes und des Überstandes.

23. Gravimetrisches Verfahren zur Bestimmung der Iod-Adsorp tions-Zahl von Ruß, umfassend
die Bestimmung der Konzentration einer Iod-Lösung durch Hinzufügen der Iod-Lösung zu einer genau gewogenen Lösung eines Primär-Standards, der Arsenoxid mit einer bekannten Konzentration enthält, bis der Endpunkt der Titration erreicht ist, und die Bestimmung der Konzen tration der Iod-Lösung durch genaue Wägung der Menge der Iod-Lösung, die zum Erreichen des genannten Endpunktes benötigt wird,
die Einstellung einer Natriumthiosulfat umfassenden Lösung durch Hinzufügen der Natriumthiosulfat-Lösung zu einer genau gewogenen Menge der eingestellten Iod-Lösung mit bekannter Konzentration, bis der Endpunkt der Titra tion erreicht ist, und Bestimmung der Konzentration der Natriumthiosulfat-Lösung durch genaue Wägung der Menge der Natriumthiosulfat-Lösung, die zum Erreichen des End punktes benötigt wird,
die genaue Wägung einer Menge Ruß und die Zugabe einer passenden Menge eines genau gewogenen Anteils der ge nannten Iod-Lösung,
die Äquilibrierung der Mischung aus Ruß und Iod-Lösung,
die Zugabe der eingestellten Natriumthiosulfat-Lösung zu einem genau gewogenen Anteil des Überstandes der Mischung aus Ruß und Iod-Lösung, bis der Endpunkt der Titration erreicht ist, und die Bestimmung der Konzen tration des Überstandes durch genaue Wägung der Menge der eingestellten Natriumthiosulfat-Lösung, die zum Erreichen des genannten Endpunktes benötigt wird, und
die Berechnung der Iod-Adsorptions-Zahl des Rußes auf der Basis der gravimetrisch bestimmten Konzentrationen der Arsenoxid-Lösung, der Natriumthiosulfat-Lösung, des Iod-Blindwertes und des Überstandes.

24. Gerät zur gravimetrischen Bestimmung der Iod-Adsorp tions-Zahl von Ruß, umfassend
Herstellungs-Mittel zur Herstellung der gegen ein geeig netes Titriermittel zu titrierenden Lösungen, wobei diese Herstellungs-Mittel eine erste Waage zur Wägung der Iod-Lösungen, des Rußes, eines geeigneten Primär- Standards und einer den Primär-Standard umfassenden Lösung und Äquilibrierungs-Mittel zur Äquilibrierung einer Mischung aus genau eingewogenem Ruß und genau eingewogener Iod-Lösung,
Titrations-Mittel zum Titrieren der Lösung des Primär- Standards, der Iod-Lösung und des Überstandes aus der äquilibrierten Ruß-Iod-Mischung gegen das Titriermittel, wobei die Titrations-Mittel eine zweite Waage, einen auf der Waage ruhenden Titriermittel-Vorratsbehälter und ein Titrationsmittel, das eine Platin-Elektrode und eine Bezugs-Elektrode, einen Magnetrührer und ein Titrier gefäß, das die zu titrierende Lösung enthält, umfassen, wobei die zweite Waage die Menge des zu der zu titrie renden Lösung hinzugefügten Titriermittels genau wiegt,
Steuerungs-Mittel, die mit der ersten Waage und der zweiten Waage verbunden sind, wobei die Steuerungs- Mittel die Gewichts-Bestimmungen von der ersten und der zweiten Waage empfangen und die Gewichts-Bestimmungen zur gravimetrischen Bestimmung der Konzentration der Lösung des Primär-Standards, des Titriermittels, der Iod-Lösung und des Überstandes benutzt, wobei die Steuerungs-Mittel die Iod-Adsorptions-Zahl auf der Basis der Konzentrations-Bestimmungen berechnen.

25. Gerät nach Anspruch 24, worin die Titrations-Mittel weiterhin ein erstes Übertragungs-Mittel und ein zweites Übertragungs-Mittel zum Transport der Natriumthiosulfat- Lösung aus dem Natriumthiosulfat-Vorratsbehälter in das Titriergefäß umfassen, wobei das erste Übertragungs- Mittel die Natriumthiosulfat-Lösung mit einer größeren Geschwindigkeit transportiert als das zweite Übertra gungs-Mittel, Steuerungs-Mittel, die zum Öffnen und Schließen des genannten ersten und des genannten zweiten Ventils ausgelegt sind, umfassen.

26. Gerät nach Anspruch 24, worin die Steuerungs-Mittel so ausgelegt sind, daß sie das Gewicht der Natriumthio sulfat-Lösung, die bis zum Erreichen des Endpunktes be nötigt wird, durch Vergleich der Ableitungen vorher während einer Titration gesammelter Datenpunkte vorher sagen.

27. Gerät nach Anspruch 24, worin die Äquilibrierungs-Mittel Mittel zum Schütteln und eine Zentrifuge zum Schütteln und Zentrifugieren der Ruß-Iod-Mischung umfassen.

28. Gerät nach Anspruch 24, worin die Äquilibrierungs- Mittel Rühr-Mittel und Filtrations-Mittel zum Rühren und Filtrieren der Ruß-Iod-Mischung umfassen.

29. Gerät nach Anspruch 24, worin die Herstellungs-Mittel weiterhin eine Dispensier-Vorrichtung zum genauen Dis pensieren der Iod-Lösung umfassen, die direkt zu dem Ruß hinzugegeben wird, wobei die Steuerungs-Mittel die Dis pensier-Vorrichtung auf der Basis des Gewichts der Iod- Lösung kalibrieren.

30. Gerät nach Anspruch 24, worin die Herstellungs-Mittel weiterhin Temperatursteuerungs-Mittel zur Steuerung der Temperatur der Ruß-Iod-Mischung umfassen.

31. Gerät nach Anspruch 24, weiterhin umfassend Mittel zur Steuerung der Verfahrensparameter bei der Herstellung des Rußes, wobei die Mittel zur Prozeßsteuerung dazu ausgelegt sind, die Berechnung der Iod-Adsorptions-Zahl von dem Steuerungsmittel zu empfangen und einen oder mehrere Verfahrensparameter anzupassen, sofern die Iod- Adsorptions-Zahl außerhalb vorher festgelegter Grenzen liegt.

32. Gerät nach Anspruch 24, worin das Titriermittel Natriumthiosulfat umfaßt.

33. Gerät nach Anspruch 24, worin der Primär-Standard Kaliumiodat, Kaliumbiiodat, Kaliumchromat, Kaliumdi chromat, Kaliumbromat, Natriumbromat, Kaliumhexacyano ferrat(III), N-Bromsuccinimid, Dichromat mit Ethylen diamintetraacetat (EDTA) oder dergleichen umfaßt.