Inleiding

Voor de opbouw van de organische verbindingen (zoals koolhydraten, vetten en eiwitten) in de plant zijn in eerste instantie de elementen koolstof, waterstof en zuurstof nodig. Deze elementen verkrijgt de plant voor een groot deel uit de lucht, in de vorm van koolstofdioxide en water via de fotsynthese.

Voor stikstof (vooral nodig voor de eiwitten), fosfor, zwavel, calcium en kalium en andere metalen is de plant aangewezen op de bodem. Daartoe moeten deze elementen in de opgeloste vorm aanwezig zijn. Stikstof bijvoorbeeld in de vorm van NH4+ of NO3-, fosfor als fosfaat PO43-, de metalen als positieve ionen.

Planten in de huiskamer staan niet in hun natuurlijke omgeving. Daarom is het erg belangrijk ze goed te verzorgen. Bij het watergeven aan de planten kun je regelmatig aan het water een beetje POKON (oplossing met NPK meststoffen (N = stikstof, K = kalium en P = fosfor) toevoegen. In Pokon zit stikstof in de vorm van nitraat, ammonium en ureum.

In dit voorschrift bepalen we het ammoniumgehalte in Pokon met behulp van elektrolyse.

Bij elektrolyse van een Pokonoplossing. waaraan kaliumbromide is toegevoegd, treden in basisch milieu de volgende reacties op:

-   pool 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH-(aq)

+  pool 2Br-(aq)       → Br2(aq) + 2e

 

Het gevormde broom reageert verder tot hypobromiet:

Hypobromiet kan ammoniak oxideren volgens:

2NH3(aq) + 3BrO-(aq) → N2(g) + 3Br-(aq) + 3H2O(l)

 

Als alle ammoniak in de oplossing is geoxideerd, krijgt de oplossing een gele kleur, doordat het evenwicht (I) niet langer naar rechts afloopt en broom in de oplossing blijft.

Tijdens de elektrolyse moet de stroomsterkte constant blijven en wordt de tijdsduur gemeten tussen inschakeling van de stroom en het geel worden van de oplossing. Uit de tijdsduur t (seconde) en de constante stroomsterkte i (milliampère) is het aantal millicoulomb lading te berekenen dat de oplossing is gepasseerd t * i (millicoulomb).

Hieruit wordt de hoeveelheid ammoniumionen in de oplossing berekend volgens:

(1 mol elektronen ≡ ½ mol Br2 ≡ ½ mol BrO- ≡ 2/3 * ½ mol NH3 ≡ 1/3 mol NH4+