jeweilige Lage des Äquivalenzpunktes?
Bei titrationskurve von Essigsäure und Salzsäure
.
Aufgabe a und c
3 Antworten
Googel mal Titration von:
- starker Säure mit starker Lauge und
-schwache Säure mit starker Lauge
m.f.G.
anwesende
- starker Säure mit starker Lauge:
Am Anfang ist der pH Wert unter 1 und trotz der Zugabe verläuft die Kurve zunächst flach, bis sie auf einmal auf einen hohen pH Wert schießt und dort dann wieder nur noch flach steigt. Der Äquivalenzpunkt liegt genau bei pH 7, also dem neutralen Punkt.
-schwache Säure mit starker Lauge
Am Anfang ist der pH Wert ca. 3-4 und trotz der Zugabe verläuft die Kurve zunächst flach, bis sie auf einmal auf einen hohen pH Wert schießt und dort dann wieder nur noch flach steigt. Der Äquivalenzpunkt liegt höher als pH 7, also im deutlich alkalischen. Die starke Lauge verschiebt also den ÄP zum basischen, die schwache Säure kann das nicht verhinden.
-schwache Lauge mit starker Säure:
genau wie oben kann die schwache Lauge diesmal nicht die gesamte Säure abwehren und der ÄP liegt diesmal im Sauren.
Besonderheit: bei der Kombination schwach/stark gibt es bei geringer Zugabe zuerst einen deutlichen Anstiegt, danach erst das flache Plateau und dann den pH Sprung. Bein flachen Plateau liegt eine Mischung verschiedener Säurenund deren Salze, bzw die konjugierten Basen und deren Salze vor. So eine Mischung nennt man Puffer.
Ich habe Dir zwei Titrationskurven (Salzsäure + Natronlauge [blau] und Essigsäure + Natronlauge [rot]) simuliert und übereinander gelegt. Alle Lösungen hatten die Konzentration c = 1 mol/L, die vorgelegten Säuren hatten ein Volumen V = 10 mL.
Die Äquivalenzpunkte liegen beide bei einem Titrationsvolumen von V = 10 mL bei Salzsäure bei pH = 7,00 und beiEssigsäure bei pH = 9,33.
Bei der Neutralisation entsteht immer ein Salz (X⁻ ist je nachdem entweder Chlorid oder Acetat):
HX + NaOH ⟶ Na⁺ + X⁻ + H₂O
Am Äquivalenzpunkt liegt also in beiden Fällen eine Lösung des reinen Salzes (ohne Überschuß von Säure oder Base) vor. Stellt sich also die Frage: Welchen pH hat eine Lösung eines Salzes?
Beim NaCl ist das ganz klar, denn das reagiert immer neutral; weder Na⁺ noch Cl⁻ beeinflussen den pH-Wert, weil beide mit H₂O nicht unter Bildung von H₃O⁺ oder OH⁻ reagieren können. HCl ist ja eine extrem starke Säure, und daher ist dazu konjugierte Cl⁻ eine extrem schwache Base, die nichts tun kann.
Beim Acetat liegt die Sache aber anders, weil es die konjugierte Base zur Essigsäure ist. Essigsäure ist eine schwache Säure, und daher ist Acetat eine schwache Base, die zumindest zu einem kleinen Teil mit dem Wasser zu OH⁻ reagiert:
CH₃CO₂⁻ + H₂O ⟶ CH₃COOH + OH⁻
Um den pH auszurechnen, braucht man die Säurekonstante der Essigsäure, pKₐ=4.75. Daraus berechnet man zuerst den pKb=14−pKₐ=9.25, und dann kann man in die Formel für schwache Basen einsetzen: pH=14−½(pKb−lg(c)). Der pH hängt also von der Konzentration ab; für 1, 0.1, 0.01 und 0.001 mol/l beträgt er 9.37, 8.87, 8.38 und 7.88.
Zum Abschluß gibt es noch die Titrationskurven selbst. Zuerst die von HCl: Ich titriere dazu 20 ml einer 0.1 mol/l HCl mit NaOH. Am Anfang liegt der pH bei 1, bleibt ann lange Zeit flach, spricht beim Äquivalenzpunkt um viele Einheiten und strebt dann langsam 13 entgegen (das ist ja der pH der Maßlösung). Die schwarze Kurve ist die Titrationskurve, die weiße ihre erste Ableitung.
Und nun die Essigsäure. Weil Essigsäure schwach ist, liegt der pH am Anfang bei pH=½(pKₐ−lg(c))=2.88 und steigt zuerst an, erreicht dann aber einen flachen Bereich, und springt am Äquivalenzpunkt, wenn auch weniger weit als bei der HCl. Die rote Hintergrundfarbe zeigt den Anteil undissoziierter Essigsäure an; am Anfang ist fast alle Essigsäure undissoziiert (weil sie schwach ist), aber wenn sich bei etwa 5 ml genug Acetat durch Neutralisation gebildet hat, beginnt die Lösung zu puffern, und deshalb steigt der pH zwischen 5 und 15 ml Verbrauch kaum an; in dem Moment, in dem die Essigsäure endlich verbraucht ist, fehlt der Lösung jede Pufferkraft, und der pH springt (eine Lösug puffert ja nur dann, wenn sie ein paar aus konjugierter Säure und Base wie Essigsäure/Acetat enthält).
Habe ich schon ..Finde nichts …kannst du helfen?