Titration?

Hallo, wie erstelle ich eine Titrationkurve für CH3COO(0,100mol/l)+NaOH(0,100mol/l).Ich weiß dass die Formel pH=pks+log(cA- / cHA) ,aber mir ist unklar wie rechne ich die Äquivalenz Punkt damit?

Answer 1

[indiachinacook]

Nach er folgenden Vorschrift kannst Du jeden Punkt der Titrationskurve berechnen. Da Deine Probenlösung nur eine einzige Säure, nämlich Essigsäure mit pKₐ=4.75 bzw. Kₐ=1.8⋅10⁻⁵ mol/l enthält, ist c₀=0.1 mol/l die Essigsäurekonzentration in der Probe, und C₁=0 (Du hast ja sonst keine weitere Säure in er Probe), und c=0.1 mol/l ist die Konzentration der NaOH in der Maßlösung:

Wenn ich als Probenvolumen V₀=20 ml wähle, dann kommt die folgende Kurve heraus:

Die Farben des Hintergrunds zeigen Dir, wieviel freie Essigsäure vorliegt: Am Anfang bei V=0 liegt 99% als Säure (rot) vor, weil Essigsäure schwach ist und daher nur we­nig dis­soziiert. Ab dem Äquivalenzpunkt bei V=20 ml hast Du dann nur noch blaues Acetat. Die Titrationskurve ist schwarz, ihre erste Ableitung weiß.

Die oben angegebene Formel (Charlot-Gleichung) ist leider kompliziert in der Hand­habung, und die wenigsten Leute kennen sie. Wenn Du sie nicht verwenden willst, dann bleibt Dir nur, die hoffentlich bekannten Näherungsformeln anzuwenden, um einzelne Punkte auszurechnen. Dabei bleiben aber Lücken, weil einzelne Bereiche durch keine der handelsüblichen Formeln abgedeckt werden; diese Lücken mußt Du dann mit intensiver Bleistiftmagie schließen.

• Am Anfang bei V=0 liegt reine Essigsäure vor, Du kannst also die Formel für schwa­che Säuren benutzen: pH = ½ (pKₐ − lg c₀) = 2.88
• In einem weiten Bereich rund um den Halbäquivalenzpunkt, hier grob zwischen 2 und 18 ml Verbrauch, gilt die Henderson–Hasselbalch-Gleichung. Die lautet be­kannt­lich pH = pKₐ − lg (Säure/Base); statt die beiden Konzentrationen für jeden Punkt umständlich auszunudeln, kannst Du sie auch in die wesentlich be­que­me­re Form pH = pKₐ − lg ((Vₑ−V)/V) umschreiben, wobei Vₑ=20 ml das Volumen am Äqui­valenz­punkt ist. Damit kannst Du einen Haufen Punkte zeichnen; für V=10 mol er­hältst Du z.B. pH=pKₐ=4.75, und für V=15 ml gilt pH=5.23.
• Am Äquivalenzpunkt liegt eine pure Acetat-Lösung mit cₓ=0.05 mol/l vor (das Vo­lu­men hat sich ja verdoppelt, also sinkt die Konzentration auf die Hälfte). Auch da­für gibt es eine Formel, pH = 14 − ½ (pK_b − lg cₓ) = 7 + ½ (pKₐ + lg cₓ) = 8.72
• Ein Stück nach dem Äquivalenzpunkt hast Du im Prinzip nur noch verdünnte Na­tron­lauge der Konzentration cₓ=(cV−c₀V₀)/(V₀+V), und der pH=14+lg(cₓ). Für 25 ml Ver­brauch bekommst Du z.B. cₓ=0.011 mol/l und pH=12.05

Beachte aber, daß all diese Formeln nur näherungsweise gelten; für Deine Titration funktionieren sie recht gut, aber das muß nicht immer so sein.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik