6.5 Säure-/Base-Titration

KSH-Chemie 6 Säure-/Base-Reaktionen
6.5 Säure-/Base-Titration
6.5 Säure-/Base-Titration
Sehr viele Flüssigkeiten enthalten Säuren und Basen. Um beispielsweise die Ausgangskonzentration
c 0(HA) einer starken Säure in Wasser zu bestimmen, reicht es aus, den pH-Wert zu messen. Da für
starke Säuren die H 3O + -Konzentration gleich der Anfangskonzentration der Säure c 0(HA) ist,
rechnet man: c 0(HA) = 10 –pH .
Für schwache Säuren und Basen lässt sich c 0(HA) nicht so einfach bestimmen, da nur ein Teil der
Säureteilchen HA mit Wasser zu A – und H 3O + reagiert haben, ein anderer Teil noch als hydratisierte
Säureteilchen HA vorliegen. In diesen Fällen wird die Anfangskonzentration einer Säure oder einer
Base (= Säuren- oder Basengehalt) mittels Säure-/Base-Titration bestimmt. Die Bestimmung des
Säuregehalts ist zum Beispiel für die Charakterisierung eines Weins oder auch für
Gewässeranalysen sehr wichtig.
Bei der Säure-/Base-Titration nutzt man die Neutralisation von sauren und basischen Lösungen aus.
Will man beispielsweise die (unbekannte) Konzentration einer Säure in wässriger Lösung HA (aq)
bestimmen, gibt man davon zunächst ein genau abgemessenes Volumen in ein Gefäss (sog.
Vorlage). Anschliessend mischt man in kleinen Portionen aus einer Bürette z.B. Natronlauge
(NaOH (aq)) mit einer genau bekannten Konzentration (sog. Masslösung) bei. Dabei neutralisieren
sich vorerst die in der Lösung vorhandenen H 3O + -Ionen mit den
zugegebenen OH – -Ionen. Schliesslich läuft die folgende Reaktion ab:
HA (aq) + NaOH (aq) ––––> NaA (aq) + H 2O (l)
Haben alle Säureteilchen (H 3O + und HA) mit der zugegebenen
Natronlauge reagiert, spricht man vom Äquivalenzpunkt. Dieser wird
durch einen Indikator angezeigt, welcher an diesem Punkt einen
Farbumschlag zeigt. Wird weiter NaOH zugegeben, kommt es zu einem
drastischen Anstieg des pH-Wertes (pH-Sprung), da zugegebene OH – -
Ionen nun nicht mehr neutralisiert werden. Die Anzahl der OH – -Ionen,
welche bis zum pH-Sprung zugegeben worden sind, entsprechen der
Abb. 6.5.1 Apparatur der
Säure-/Base-Titration
Summe aus H 3O + - und HA-Teilchen in der Probe, was der Anfangskonzentration der Säure c 0(HA)
entspricht.
Für die Titration einer beliebigen sauren Probe unbekannter Konzentration c 0(HA) (Probevolumen
V probe) mit NaOH bekannter Konzentration ergibt sich folgende Formel:
c HA x V Probe = c NaOH x V NaOH
Masslösung
Vorlage
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KSH-Chemie 6 Säure-/Base-Reaktionen
6.5 Säure-/Base-Titration
Aufgabe 1 Zur Neutralisation von 50 mL Natronlauge unbekannter Konzentration wurden 12
mL Salzsäure der Konzentration 1 mol/L benötigt. Berechne die Konzentration der
Natronlauge.
Aufgabe 2 100 mL Essigsäure werden mit Natronlauge der Konzentration 1 mol/L titriert. Nach
der Zugabe von 5 mL Natronlauge steigt der pH-Wert sprunghaft an.
a) Berechne die Konzentration der Essigsäure.
b) Formuliere die Reaktionsgleichung der Titration.
Aufgabe 3 Lies aus den beiden Titrationskurven der Abb. 6.5.2 die Äquivalenzpunkte heraus.
Inwiefern stimmen sie überein, resp. unterscheiden sie sich voneinander? Bestimme
die Konzentrationen der beiden Säuren. Welcher maximale pH-Wert kann bei dieser
Titration nicht überschritten werden? Welche Salze sind nach der vollständigen
Neutralisation der Säuren in der Lösung enthalten? Erkläre damit den Unterschied
der beiden Titrationskurven.
Aufgabe 4 25.0 mL einer Schwefelsäure-Lösung (H 2SO 4(aq)) werden mit Natronlauge der
Konzentration 0.100 mol/L titriert. Nach Zugabe von 35.5 mL Natronlauge steigt der
pH-Wert stark an. Berechne die Anfangskonzentration der Schwefelsäure-Lösung.
(Achtung: Schwefelsäure ist eine zweiprotonige Säure.)
Abb. 6.5.2 Titrationskurven der Titration von Salzsäure und Essigsäure mit Natronlauge
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