pH-Titration einer unbekannten Säure

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Aufgabe: Bestimmen sie durch pH-Titration die Stoffmengen- und Massenkonzentration einer unbekannten Säure. Identifizieren sie die Säure anhand ihres pKs-Wertes.
Geräte und Chemikalien: Vollpipette (10ml), Bürette, Becherglas, Magnetrührer und Rührmagnet, pH-Messgerät mit Glaselektrode
Probesubstanz, destilliertes Wasser (50ml), Natriumhydroxid (NaOH, c=0,1mol/l)
Arbeitssicherheit: Abfälle in den Ausguss.
Vorbetrachtung: Es ist möglich schwache und mittelstarke Säuren anhand ihres pKs-Wertes zu identifizieren. Der pKs-Wert entspricht dem pH-Wert am Halbneutralisationspunkt. Dieser Halbneutralisationspunkt liegt bei der Hälfte des Basenverbrauches am Äquivalenzpunkt (Äp). Die meisten Computerprogramme zur Auswertung bestimmen diesen Punkt automatisch.
 
Durchführung:

Beobachtungen / Notizen:
- Pipette mit Probesubstanz spülen und füllen
- Bürette mit Natronlauge spülen und füllen
- Glaselektrode mit destilliertem Wasser spülen
- Messgeräte justieren
- 10ml Probe in das Becherglas pipettieren
- das Becherglas mit destilliertem Wasser auf 50ml auffüllen
- Rührmagneten ins Glas, Glas auf Magnetrührer stellen
- Glaselektrode in Probesubstanz tauchen
- in 0,5ml-Schritten Natriumhydroxid aus der Bürette zutropfen
- nach jedem Schritt pH-Wert am Messgerät ablesen, notieren
- Titration nach insgesamt 20ml NaOH-Zugabe beenden
- Geräte säubern
Die aufgenommene Datenreihe wird als Titrierkurve in ein Koordinatensystem übertragen und mittels 3-Geraden-Methode ausgewertet.		 - klare, farblose, geruchlose Lösung
- klare, farblose, geruchlose Lösung,




- Rührmagnet darf Glaselektrode nicht berühren !

- Ständige Änderung des pH-Wertes, am Äp starker Sprung.
- Datenreihe aus pH-Wert und Verbrauch an NaOH in ml.

 

Auswertung:    
  Äquivalenzpunkt Halbneutralisationspunkt (pKs)
Volumen NaOH 12,82ml 6,41ml
pH-Wert NaOH 8,67 4,502
 
Auf Grund des Ergebnisses am Halbneutralisationspunkt (siehe Titrierkurve) ist die Probesubstanz als Oxalsäure  (Ethandisäure) zu identifizieren. Deren tabellierter, theoretischer pKs-Wert ist 4,4.

Chemische Umsetzungen bei der Titration:

Säure + Base -> Salz + Wasser
HOOC-COOH + 2NaOH -> NaOOC-COONa + 2H2O
 Oxalsäure +  2 Natriumhydroxid ->  Natriumoxalat (Natriumethandiat)+ 2 Wasser
Äp: 2nOxalsäure = 1nNatriumhydroxid 

Berechnungen:

 gegeben: VOx = 10ml, VNaOH = 12,82ml,  cNaOH = 0,1mol/l, MOx = 90g/mol, Äp: 2nOxalsäure = 1nNatriumhydroxid

1. Stoffmengenkonzentration der Oxalsäure:

cOx · VOx · 2 = cNaOH · VNaOH
cOx · 10ml · 2 =  0,1mol/l · 12,82ml
cOx = (0,1mol/l · 12,82ml) / (2 · 10ml)
cOx = 0,0641mol/l

2. Massekonzentration der Oxalsäure

b = MOx · cOx
b = 90g/mol · 0,0641mol/l
b = 5,769g/l

Die Stoffmengenkonzentration der Oxalsäure beträgt 0,0641 mol/l.
Die Massekonzentration der Oxalsäure beträgt 5,769g/l.