Die Bestimmung von Neutralfett in Fettsäuregemengen; von Max Gröger. Aus dem chemisch-technologischen Laboratorium von Prof. K. Zulkowsky an der technischen Hochschule in Brünn. Gröger, über Bestimmung von Neutralfett in Fettsäuregemengen. O. Hausamann (1880 240 62) veröffentlichte ein Verfahren zur Bestimmung von unzersetztem Fett in Fettsäuregemengen; bei dessen Anwendung ich durchaus keine befriedigenden Resultate erhielt, weshalb ich mich veranlaſst fand, dasselbe einer Prüfung zu unterziehen, um so mehr, als Hausamann keine Beleganalysen anführte. Es zeigte sich jedoch in der Folge, daſs die Methode ganz ausgezeichnet sei und die erwähnten Miſserfolge nur in der ungenauen Beschreibung derselben ihre Ursache hatten. Zur Anstellung der unten beschriebenen Versuche benutzte ich frischen umgeschmolzenen und filtrirten, sodann gänzlich entwässerten Rindstalg, sowie das nach der Verseifung desselben mit reinem Aetzkali und nachfolgender Behandlung der entstandenen Seife mit verdünnter Schwefelsäure abgeschiedene, sorgfältig gewaschene und getrocknete Fettsäurengemenge. Hausamann gibt an, daſs bei tropfen weisem Zusatz von alkoholischer Kalilauge zu einem in Alkohol gelösten Gemenge von freien Fettsäuren und Neutralfett nur erstere verseift werden, letzteres aber unverändert bleibt. Um mich von der Richtigkeit dieser Angabe zu überzeugen, löste ich neutralen Rindstalg in kochendem Weingeist, versetzte die Lösung mit einigen Tropfen alkoholischer Phenolphtaleïnlösung und 0cc,1 halbnormal alkoholischer Kalilösung; dieselbe färbte sich sogleich roth und die Färbung erhielt sich, selbst in der Kochhitze, etwa 5 Minuten lang, war aber nach 10 Minuten gänzlich verschwunden, woraus ersichtlich ist, daſs in der That die Verseifung bei einem Ueberschusse von Neutralfett auſserordentlich langsam vor sich geht; freie Fettsäuren, in Alkohol gelöst, verseifen sich hingegen augenblicklich. Ich stellte zuerst durch Titration des in heiſsem Alkohol gelösten Fettsäuregemenges mit alkoholischer Kalilauge von bekanntem Gehalte das Aequivalentgewicht desselben (Hausamann spricht von einem mittleren Moleculargewichte) zu 271 fest, bereitete mir sodann durch Zusammenschmelzen von gewogenen Mengen Neutralfett und Fettsäuren verschiedene Gemische und untersuchte dieselben nach den Angaben von Hausamann auf Neutralfett. Derselbe schreibt vor, 5g der fraglichen Fettsäuremasse in etwas Alkohol zu lösen, mit 1 bis 2 Tropfen Phenolphtaleïnlösung zu versetzen und mit alkoholischem Normalalkali bis zum Erscheinen der rothen Farbe zu titriren, ohne anzugeben, ob das Lösen und Titriren in der Kälte oder unter Erwärmen zu geschehen habe. Bei gewöhnlicher Temperatur ist die Titration nicht ausführbar; man müſste denn sehr groſse Mengen Alkohol verwenden, um einerseits auch das Neutralfett in Lösung zu bringen, andererseits das Ausscheiden von Seifenklümpchen beim Zuflieſsenlassen von Kalilauge, welche einen groſsen Theil der Lösung einschlieſsen und vor der Einwirkung der Kalilauge schützen, zu verhindern. Operirt man hingegen bei einer der Kochhitze des Alkohols nahe liegenden Temperatur, so genügen für 5g Substanz 25 bis 30cc Alkohol vollständig zur gänzlichen Lösung des Fettsäuregemenges sowohl, als auch der entstehenden Seife. Die verbrauchten Cubikcentimeter Normalalkali, mit dem tausendsten Theile des Aequivalentgewichtes des Fettsäuregemenges multiplicirt, geben die Menge freier Fettsäuren, welche, von dem Gewichte der angewendeten Substanz abgezogen, das Gewicht des in derselben enthaltenen Neutralfettes ergibt. Das Aequivalentgewicht, d. i. das Gewicht des Fettsäuregemenges, welches gerade von 1l Normalalkali verseift wird, vermittelt Hausamann: A) bei gröſserem Gehalt an Neutralfett durch vollständige Verseifung mit überschüssigem Alkali, Abscheidung der freien Fettsäuren und Titration einer gewogenen Menge derselben mit alkoholischem Kali; B) bei kleinerem Gehalt an Neutralfett durch Erhitzen des Neutralfett haltigen Fettsäuregemenges mit überschüssiger alkoholischer Kalilauge „bis zur vollständigen Lösung“ und Zurücktitriren mit Normaloxalsäure. Man erfährt so die Anzahl Cubikcentimeter Normalalkali, welche nothweudig sind, um ein bestimmtes Gewicht des Gemenges vollständig zu verseifen. Hätte man p Gramm mit ncc Normalkalilauge verseift und mit mcc Normaloxalsäure zurücktitrirt, so ergibt sich unter Vernachlässigung der geringen Menge des Glycerinrestes (C3H2), welcher in der Substanz enthalten ist, das Aequivalentgewicht A aus der Proportion p\,:\,A=(n-m)\,:\,1000 sehr annähernd zu A=\frac{1000\,p}{n-m}. Ich erhielt nun bei der Untersuchung der erwähnten Gemische folgende Resultate: In der Spalte I (der unten stehenden Tabelle) ist der wirkliche, in Spalte II der unter Zugrundelegung des Aequivalentgewichtes 271 der abgeschiedenen freien Fettsäure berechnete und in Spalte III der mit Benutzung des nach (B) bestimmten Aequivalentgewichtes der Fettsäuren berechnete Procentgehalt an Neutralfett enthalten: I II III 13,15 13,40   5,50   5,02   4,84   3,21 12,58 12,81 10,72   6,94   6,96   2,78   3,12   3,30   2,71   0,73   0,61   0,61 Die Zahlen in Spalte I und II stimmen sehr gut überein, hingegen weichen die Zahlen in Spalte III sehr weit von den richtigen ab und sind fast alle zu niedrig. Diese Abweichungen glaubte ich mir anfangs nur durch die Annahme erklären zu können, daſs der angewendete Rindstalg nicht nur aus Triglyceriden zusammengesetzt sei, und suchte daher die procentische Menge der in demselben enthaltenen Fettsäuren zu bestimmen, und zwar durch Erwärmen mit überschüssiger alkoholischer Kalilauge bis zur vollständigen Lösung und Zurücktitriren mit Oxalsäure. Die Anzahl der verbrauchten Cubikcentimeter Kalilauge mit dem tausendsten Theile des früher ermittelten Aequivalentgewichtes 271 ergibt die Fettsäuremenge, welche in dem verwendeten Gewichte Rindstalg gebunden ist. In den Triglyceriden kann auf 3 Aequivalente der Fettsäuren (d. i. für den vorliegenden Fall 3 × 271 = 813) 1 Aeq. des Glycerinrestes C3H2 (d. i. 38) gebunden gedacht werden – C3H5(O.CnH2n–1O)3 = C3H2 + 3CnH2nO2 – was einem Gehalte von 95,65 Procent an Fettsäuren entspricht. Ich fand aber hierfür bei mehreren Versuchen die Zahlen: 90,3, 89,4, 73, 82,1 und 88,2. Da nun für die im Neutralfett gebundenen Mengen von Fettsäuren bei jedem der sorgfältig ausgeführten Versuche eine andere Zahl erhalten worden und eine Ungleichheit des zur Untersuchung verwendeten Talges gänzlich ausgeschlossen war, so muſste ich eine andere Erklärung dieser Abweichungen suchen und fand sie endlich in der verschiedenen Zeitdauer der Verseifung. Die Verseifung der Neutralfette bei der Behandlung mit überschüssiger alkoholischer Kalilauge von solcher Verdünnung (etwa halbnormal) geht nämlich keineswegs so rasch vor sich, als man gewöhnlich glaubt, und ein Erhitzen „bis zur vollständig eingetretenen Lösung“ genügt durchaus nicht. Um dies nachzuweisen, wurde Rindstalg mit überschüssiger alkoholischer Kalilauge bis zur vollständigen Lösung erwärmt und der Ueberschuſs an Aetzkali sofort mit Oxalsäure zurücktitrirt. Aus dem bekannten Aequivalentgewichte der Fettsäuren berechnet sich die Menge derselben, welche durch das Aetzkali verseift wurde, zu 47,9 Proc. (bezogen auf die angewendete Substanz); da in vorliegendem Neutralfette thatsächlich 95,65 Proc. enthalten sind, so ergibt sich, daſs dabei nur 100\,\times\,(47,9\,:\,96,65)=50 Procent desselben verseift wurden. Bei einem zweiten Versuche geschah die Titration nach 10 Minuten andauerndem Erhitzen nach vollständig eingetretener Lösung. Vom Aetzkali wurden dabei 94 Proc. Fettsäure gebunden, daher nur 98,2 Procent des Neutralfettes verseift. Bei der Verdünnung, der bei diesen Versuchen erhaltenen, in der Hitze vollkommen klaren Lösungen mit Wasser schied sich Neutralfett in Tröpfchen aus. Eine 3. und 4. Titration, 20 bezieh. 30 Minuten nach eingetretener vollständiger Lösung vollführt, zeigte, daſs durch das Aetzkali 95,7 bezieh. 95,6 Proc. Fettsäuren (d. i. die theoretische Menge) gebunden, also das ganze Neutralfett verseift worden war. Dieselben Erfahrungen machte Köttstorfer (vgl. 1879 232 286) bei der Untersuchung der Butter, indem er fand, daſs 5 Minuten langes Erhitzen mit alkoholischer Kalilauge zu deren vollständiger Verseifung nicht genügte. Neuerdings angestellte Versuche, bei welchen die Verseifung durch ½stündiges Kochen mit überschüssiger alkoholischer Kalilauge durchgeführt wurde, zur Bestimmung des Neutralfettgehaltes in Fettsäuregemengen ergaben nun auch unter Zuhilfenahme des nach (B) bestimmten Aequivalentgewichtes gute Resultate, wie aus Folgendem ersichtlich: Wirklicher Gefundener Neutralfettgehalt         11,80 Proc.         11,50 Proc. 5,17 4,67 3,40 3,21 1,25 1,05 Somit empfiehlt es sich in folgender Weise zu verfahren: 3 bis 5g des vorher vollständig getrockneten, auf Neutralfett zu prüfenden Fettsäuregemenges werden in einem beiläufig 150cc fassenden Kölbchen in ungefähr 25 bis 30cc starken Weingeist von etwa 96 Proc. Tr. durch Erhitzen vollständig gelöst, sodann nach erfolgtem Zusätze von 1 bis 2 Tropfen alkoholischer Phenolphtaleïnlösung zur Bestimmung der freien Fettsäuren mit alkoholischer Kalilauge (etwa halbnormal) titrirt, bis die Rothfärbung beim Schütteln nicht mehr sofort verschwindet. (Sollte beim Zuflieſsenlassen der Kalilauge sich Seife ausscheiden, so muſs man, um dieselbe zu lösen, wieder erwärmen). Sodann fügt man, um annähernd das Aequivalentgewicht der Fettsäuren zu bestimmen, eine gemessene Menge überschüssiger alkoholischer Kalilauge zu, setzt auf das Kölbchen einen Kork, der ein etwa 80cm langes, als Rückfluſskühler wirkendes Glasrohr trägt, und erhält 30 Minuten lang in gelindem Sieden (wobei die rothe Färbung nicht mehr verschwinden darf, widrigenfalls man neuerdings Kalilauge zufügen muſs) und titrirt darauf mit halbnormaler Oxalsäure zurück, ohne sich um den entstehenden Niederschlag von Kaliumoxalat zu kümmern, bis zum Verschwinden der Rothfärbung. Diese Methode gibt aber nur dann genaue Resultate, wenn das zu bestimmende Neutralfett dasselbe ist, aus welchem die beigemengten freien Fettsäuren ausgeschieden wurden, und auch dann nur unter der Voraussetzung, daſs die Verseifung sich gleichmäſsig auf alle Bestandtheile des Fettes erstrecke. Die von mir erweiterte Methode gestattet ein beliebiges Neutralfett, welches irgendwelchen freien Fettsäuren beigemengt ist, genau zu bestimmen, ein Fall, der häufig von Wichtigkeit ist, z.B. um die Menge Talg zu bestimmen, welche einer Stearinkerzenmasse zugesetzt worden, um sie billiger zu machen, oder z.B. um die Menge von Coccosöl, welche in den sogen. Compositkerzen sich vorfindet, zu ermitteln u.s.w. Fügt man nämlich zu der erhitzten alkoholischen, mit einigen Tropfen Phenolphtaleïn versetzten Lösung der fraglichen Substanz tropfenweise alkoholische Kalilauge bis zur eintretenden Rothfärbung, so hat man dadurch sämmtliche freie Fettsäuren in Kaliseifen verwandelt, das Neutralfett aber unverändert gelassen. Es handelt sich somit nur mehr um die Trennung dieser beiden. Verdünnt man die entstandene Lösung mit Wasser, so scheidet sich das Neutralfett in Tropfen aus, während die Seife in Lösung bleibt. Da aber das Neutralfett mit Seifenlösung eine Emulsion bildet, so ist man nicht im Stande, die beiden durch Filtration oder durch längeres Stehen lassen von einander zu trennen; wohl aber gelingt es durch Ausschütteln mit Aether, die Seifenlösung vollständig von Neutralfett zu befreien. Ich verfahre daher folgendermaſsen: 4 bis 8g der auf Neutralfett zu prüfenden Fettsäuremasse (je nach dem gröſseren oder kleineren Gehalt an Neutral fett) werden in einem ungefähr 300cc fassenden Kolben mit beiläufig 50cc starkem Weingeist (von etwa 96 Proc. Tr.) durch Erhitzen bis zum gelinden Sieden in Lösung gebracht; nach Zusatz von einigen Tropfen Phenolphtaleïnlösung wird aus einer Bürette alkoholische Halbnormalkalilauge zuflieſsen gelassen, bis die Rothfärbung beim Schütteln nicht mehr sofort verschwindet; sodann verdünnt man mit 150cc Wasser. Es entsteht dadurch ein Weingeist von 20 bis 25 Proc. Tr., in welchem die Neutralfette so gut wie unlöslich, die Kaliseifen aber noch vollkommen klar löslich sind. Nach dem Erkalten setzt man 60 bis 100cc Aether hinzu, verschlieſst das Kölbchen mit einem Korke und schüttelt tüchtig durch, läſst alsdann so lange ruhig stehen, bis die unter der Aetherschicht befindliche Seifenlösung vollkommen klar geworden ist. Man pipettirt nun den gröſsten Theil der klaren Seifenlösung mit der Vorsicht, daſs nichts von der darüber schwimmenden Aetherschicht mitgerissen wird, aus dem Kölbchen, verdünnt sie stark mit Wasser und erhitzt so lange zum Kochen, bis der Aether und Alkohol vollständig vertrieben sind. Sodann setzt man durch verdünnte Schwefelsäure oder Salzsäure die Fettsäuren in Freiheit, wäscht diese, nachdem sie sich als obenauf schwimmende Oelschicht vollkommen abgeschieden, mit heiſsem Wasser, bis dieses keine saure Reaction mehr annimmt, und läſst danach erkalten. Erstarren die Fettsäuren zu einem Kuchen, so hebt man diesen ab, ohne etwa an den Wänden des Gefäſses hängen bleibende Theile desselben zu beachten; bleiben die Fettsäuren aber flüssig, so pipettirt man den gröſsten Theil derselben ab. Nun bestimmt man das Aequivalentgewicht der vorher sorgfältig getrockneten Fettsäuren durch Titration mit halbnormal alkoholischer Kalilauge in oben angegebener Weise. Die Anzahl der zur Neutralisation der freien Fettsäuren in dem Neutralfett haltigen Gemenge verbrauchten Cubikcentimeter Normalalkali, mit dem tausendsten Theile des so gefundenen Aequivalentgewichtes multiplicirt, ergibt das Gewicht der darin enthaltenen Fettsäuren, somit auch die Menge des beigemengten Neutralfettes. Die ätherische Lösung des Neutralfettes kann man nach dem Verdunsten des Aethers benutzen, um dasselbe auf seine Beschaffenheit zu prüfen. Daſs von dem unter der Aetherschicht befindlichen etwa 25 procentigen, mit Aether gesättigten Weingeist bei gewöhnlicher Temperatur eine ganz unbedeutende Menge Neutralfett gelöst wird, überzeugte ich mich dadurch, daſs ich 1g Rindstalg, bei einem 2. Versuche 1g Rindschmalz in kochendem Alkohol von 98 Proc. Tr. löste, mit dem 3 fachen Volumen Wasser verdünnte und mit Aether schüttelte. Nach dem Klarwerden hinterlieſsen 100cc der unter dem Aether befindlichen Schicht in beiden Fällen nicht ganz 1mg Abdampfrückstand, eine Menge, die hier gar nicht in Betracht kommt. Bei Gemischen, die ich mir aus käuflicher Stearinsäure (Aequivalentgewicht zu 264,4 gefunden) und obigem Rindstalg herstellte, fand ich bei Anwendung dieser Methode folgende Zahlen: Wirklich vorhanden Gefunden Neutralfett   8,50 Proc.   8,19 Proc. 22,62 22,84 41,19 41,19 Bei diesen Gemischen würde man auch dann noch annähernd richtige Zahlen erhalten haben, wenn man eine totale Verseifung vorgenommen und das Aequivalentgewicht der abgeschiedenen Fettsäuren bestimmt hätte, weil die Aequivalentgewichte 264,4 und 271 nicht sehr verschieden sind. Deshalb erzeugte ich mir Gemische aus den Fettsäuren des Rindstalges und aus Rindschmalz, welches letztere ich durch Auslassen, Filtriren und sorfältiges Trocknen von frischer Kuhbutter bereitete. Da das Aequivalentgewicht der Fettsäuren in der Butter das geringste unter allen Fetten ist und von dem der Fettsäuren aus anderen thierischen und pflanzlichen Fetten sehr bedeutend abweicht, so ergibt eine Aequivalentgewichtbestimmung nach vollständiger Verseifung des Gemisches und Abscheidung der freien Fettsäuren ganz fehlerhafte Werthe für den Gehalt an Neutralfett, welche um so weiter von der Wahrheit abweichen, je gröſser derselbe ist. Aus diesem Grunde erscheinen mir diese Mischungen vorzüglich geeignet, die Genauigkeit meiner Methode zu prüfen. Das Rindschmalz ist bedeutend leichter verseifbar als Rindstalg, indem die Rothfärbung, welche 0cc,1 Halbnormalkalilauge in einer mit Phenolphtaleïn versetzten, kochend heiſsen Lösung von Rindschmalz in Alkohol erzeugt, in 1 Minute vollständig verschwunden ist, während sie bei Rindstalg fast 10 Minuten anhält; dieselbe ist aber von genügend langer Dauer, um freie Fettsäuren, welche die Rothfärbung sofort verschwinden machen, neben Rindschmalz vollkommen scharf durch Titration bestimmen zu können. Es wurde bei Mischungen aus den aus Rindstalg abgeschiedenen Fettsäuren (Aequivalentgewicht 271) und Rindschmalz erhalten: Wirklich zugegen Gefunden Neutralfett   9,9 Proc.   9,5 Proc. 20,1 20,6 41,7 41,1 60,5 60,1 Mit Hilfe dieser Methode könnte man auch nachweisen, ob bei einer unvollkommenen Verseifung alle Bestandtheile eines Fettes in gleicher Weise in Anspruch genommen werden, ob z.B. bei einer Autoclavenmasse, für welche Hausamann seine Neutralfettbestimmungen anwendet, in allen Stufen der Verseifung das noch unverseifte Fett und das Verhältniſs der verschiedenen in Freiheit gesetzten Fettsäuren dasselbe ist, und zwar auf die Art, daſs man die freien Säuren (durch Titration mit alkoholischer Kalilauge bis zur bleibenden Rothfärbung) titrirt, die gebildete Seife mit Aether vom Neutralfett, wie oben angegeben, befreit, daraus die Fettsäuren abscheidet und durch Titration deren Aequivalentgewicht bestimmt. Ist das Aequivalentgewicht bis auf die zulässigen Fehlergrenzen constant, so ist die Richtigkeit obiger Voraussetzung erwiesen. Erhält man für dasselbe aber veränderliche Werthe (die eine gewisse Gesetzmäſsigkeit zeigen müssen), so ist die Annahme unrichtig. In gleicher Weise könnte man zu diesem Nachweise das nach dem Verdampfen der ätherischen Lösung erhaltene Neutralfett benutzen, indem man nach Köttstorfer (1879 232 286) die Menge Kaliumhydrat ermittelt, welche 1g des Neutralfettes zur vollständigen Verseifung benöthigt. Es fehlte mir leider bis jetzt die Gelegenheit, diese Untersuchung mit einer Autoclavenmasse selbst vorzunehmen. Was die Anwendung der alkoholischen Kalilösung betrifft, so hat diese den Nachtheil, daſs deren Titer beim Aufbewahren sich ziemlich bedeutend ändert. Der Titer der bei obigen Versuchen verwendeten alkoholischen Kalilauge wurde jeden zweiten Tag mit Halbnormaloxalsäure frisch gestellt und zeigte folgende Werthe: 0,3839 Normal 0,3740 Normal 0,3800 0,3695 0,3783 0,3682 0,3741 0,3660 Derselbe hatte also nach Verlauf von 14 Tagen um 4,6 Procent seines ursprünglichen Werthes abgenommen. Für genaue Bestimmungen darf man den Titer daher nur für 1 höchstens 2 Tage als unveränderlich betrachten. Die Neubestimmungdesselben verursacht aber, wenn man ihn schon annähend kennt, wenig Mühe, sie ist in 10 Minuten geschehen; auch genügen hierfür 20 bis 30cc der alkoholischen Kalilösung. Auch beim ½stündigen Kochen verringert sich der Titer der alkoholischen Kalilösung etwas, aber so unbedeutend, daſs diese Aenderung bei deren Anwendung ganz vernachlässigt werden kann. Ein weiterer Uebelstand ist die tiefgelbe Färbung, welche alkoholische Kalilauge nach kurzer Zeit annimmt, die das Erkennen der Endreaction (Eintritt oder Verschwinden der Rothfärbung) sehr beeinträchtigt. Dieser läſst sich beseitigen, wenn man die alkoholische Kalilauge mit frischem, fein gepulvertem Spodium schüttelt und filtrirt, wodurch sie fast ganz entfärbt wird. Es verringert sich dabei aber der Titer, indem das Spodium nicht nur den Farbstoff, sondern auch Aetzkali absorbirt. Bewahrt man die Lösung in einer Flasche auf, deren Boden mit grob gepulvertem, durch Sieben von allem Staube befreitem Spodium bedeckt ist, so behält sie lange Zeit eine ganz blaſs gelbe Färbung und erscheint in der Bürette fast farblos. Brünn, Anfang März 1882.