Berechnen der Konzentration einer Mehrprotonigen Säure durch Titration?
Wie kann ich die Ausgangskonzentration einer zwei oder mehrprotonigen Säure wie z.B der Schwefelsäure oder der Phosphorsäure berechnen?
-Mein Ansatz:
wenn der Äquivalenzpunkt erreicht ist, dann liegt ja die äquimolare Menge an Säure als auch Base vor, und im Falle der Schwefelsäure wäre beim ersten Äquivalenzpunkt ja erst das H2SO4 aufgebraucht und würde als HSO4- vorliegen. Also muss ich ja nur die Stoffmenge an Base berechnen und die ist ja Identisch zu der Stoffmenge an Säure beim ersten Äquivalenzpunkt und somit kann ich aus der Stoffmenge der Base, welche der Stoffmenge an Säure entsprechen würde und dem Volumen der Säure die Stoffmengenkonzentration der Säure berechnen.
Ich glaube aber dass eigentlich der Faktor mit einberechnet werden muss, dass Schwefelsäure in der Lage ist zwei Protonen abzugeben, dann würde doch die Konzentration der Säure, die man wie oben beschrieben berechnet wurde durch 2 geteilt werden, oder müsste man das nur tun, wenn man die Stoffemengenkonzentration der Säure von dem 2.ten Äquivalenzpunkt aus berechnen möchte?
3 Antworten
wäre beim ersten Äquivalenzpunkt ja erst das H2SO4 aufgebraucht und würde als HSO4- vorliegen.
Korrekt. Aber dieser erste Äquivalenzpunkt ist sehr "unscharf" (d.h., der pH-Wert ändert sich langsam bei Zugabe von NaOH im Vergleich zur gewohnten Situation bei einer Titration)
Das liegt daran, dass der zweite pKs-Wert zu nahe bei dem des H₃O⁺ liegt, so dass beim Titrieren parallel Reste des aus der H₂SO₄ entstandenen H₃O⁺ und die ersten Anteile aus HSO₄⁻ titriert werden.
Man wird daher auf den zweiten ÄP titrieren, mit einem Indikator, der im Neutralbereich umschlägt. Und dann hast Du natürlich für jedes Molekül H₂SO₄ zwei Moleküle NaOH eingesetzt.
Ein Beispiel für den pH-Verlauf findest Du hier, ganz unten:
Bei der Phosphorsäure ist der dritte ÄP so unscharf, dass er nicht für eine Titration verwendet werden kann.
Die Schwefelsäure hat zwei, von denen einer unbrauchbar ist -> es bleibt genau einer, auf den titriert werden kann, nämlich der zweite.
Die Phosphorsäure hat drei, von denen einer unbrauchbar ist -> es bleiben zwei, auf die titriert werden kann, nämlich der erste und der zweite.
Beispiel Berechnung c(HCl):
Es ist allgemein: c(HCl) · V(HCl) = c(Natronlauge) · V(Natronlauge)
Beispiel Berechnung von c(H₂SO₄):
Wird Schwefelsäure (H₂SO₄) mit Natronlauge titriert, dann ist folgende Formel zu verwenden:
2c (H₂SO₄) · V(H₂SO₄) = c(Natronlauge) · V(Natronlauge)
Beispiel Berechnung von c(H₃PO₄):
Bei Phosphorsäure (H₃PO₄) ist zu verwenden:
3c (H₃PO₄) · V(H₃PO₄) = c(Natronlauge) · V(Natronlauge)
Das Problem bei H2SO4 ist, dass HSO4- immer noch recht sauer reagiert und daher der 1. ÄP nicht erkennbar ist. Bei einer normalen Titration versucht man mit einem Indikator den ÄP zu erkennen. Dieser liegt am pH-Wert der korrespondierenden Säure. SO4²- ist neutral (also pH=7). Dafür gibt es genug Indikatoren, die um diesen pH-Wert farblich umschlagen. Dazu benötigt man aber doppelt so viel OH- Ionen. Also ist in diesem Fall die Äquivalenz-Formel: 2*n(H2SO4) = n(NaOH).
Bei H3PO4 ist es schwieriger, da PO4³- praktisch so stark ist, wie OH-, so dass man den 3. ÄP nicht erkennen kann.
Also müsste ich im Beispiel mit der Schwefelsäure die Stoffmenge der Base durch 2 Teilen korrekt?
Vielen dank, eine Frage hätte ich dann aber noch, wie wäre es denn dann bei der Phosphorsäure, wenn hier der dritte ÄP nicht verwendet wird, ist es wie bei der Schwefelsäure?