Titration mit Titrationsgrad?
Hallo, ich benötige Hilfe bei folgender Fragestellung, da ich nicht weiß, wie man mit dem Titrationsgrad rechnen soll.
2 Antworten
Hier hast Du Deine Kurven:
Die violette Kurve zeigt die Titration von V₀=10 ml c₀=0.04 mol/l NaOH mit c=0.02 mol/l HCl. Der Äquivalenzpunkt liegt bei V=20 ml, das entspricht also τ=1; daher ist τ=½ gleich V=10 ml etc. Zur Berechnung der pH-Wert braucht man nur die Stoffmengen der beteiligten Stoffe nach der Neutralisation zu bestimmen und mit dem aktuellen Volumen auf Konzentration umzurechnen und dann den pH zu berechnen, z.B.
- τ=½, also V=10 ml. Ursprünglich hatten wir n₀=c₀V₀=0.4 mmol NaOH im Kolben, dazu kommen n=cV=0.2 mmol HCl, die zu NaCl reagieren und keinen Einfluß auf den pH-Wert haben. Nach der Reaktion bleiben aber noch nₓ=n₀−n=0.2 mmol NaOH übrig, die in nun Vₓ=V+V₀=20 ml gelöst sind, also ist die NaOH-Konzentration cₓ=nₓ/Vₓ=0.01 mol/l, also pH=14−lg(cₓ)=12
- τ=1½, also V=30 ml. Hier treffen die ursprünglichen n₀=0.4 mmol NaOH auf n=cV=0.6 mmol HCl. Die NaOH wird vollständig verbraucht (und ergibt NaCl), aber es bleiben nₓ=n−n₀=0.2 mmol HCl übrig, die in Vₓ=V₀+V=40 ml gelöst sind, also ist die HCl-Konzentration cₓ=nₓ/Vₓ=0.005 mol/l und der pH=−lg(cₓ)=2.30
Dieser Fall (starke Base mit starker Säure) ist so einfach, daß es sogar eine allgemeine Formel dazu gibt, in die Du nur einsetzen mußt:
Die grüne Kurve ist die Titration von V₀=20 ml einer c₀=0.2 mol/l Essigsäure (pKₐ=4.74) mit 0.1 mol/l NaOH. Für diese Titration gibt es zwar auch eine allgemeine Formel, aber die ist kompliziert und schwierig auszuwerten (Du siehst, daß mein Zeichenprogramm damit auch gekämpft hat: Der rechte Kurventeil ist ziemlich verzittert). Deshalb geht man hier besser punktweise vor und überlegt sich bei jedem Punkt aufs Neue, ob eine starke/schwache Säure/Base vorliegt, oder vielleicht ein Puffer, und rechnet mit den entsprechenden Formeln weiter. Auch hier ein paar Beispiele:
- τ=0: Hier liegt einfach eine c₀=0.2 mol/l Essigsäure vor, das ist eine schwache Säure und verlangt daher nach der Formel pH=½(pKₐ−lg(c₀))=2.72
- τ=½ bzw. V=20 ml: Hier ist genau die Hälfte der Essigsäure zu Acetat neutralisiert. Eine Mischung aus Essigsäure und Acetat ist ein Puffer, und in diesem Fall können wir die Rechnung abkürzen, weil es ein symmetrischer Puffer (gleichviel Acetat wie Essigsäure) ist und daher pH=pKₐ=4.74
- τ=0.9 bzw. V=36 ml: Zu den ursprünglichen n₀=c₀V₀=4 mmol CH₃COOH wurden n=cV=3.6 mmol NaOH zugegeben, die zu Acetat reagieren; wir haben also gleichzeitig 3.6 mmol Acetat und 0.4 mmol unverbrauchte Essigsäure im System. Das ist ein Puffer, also pH=pKₐ+lg(Acetat/Essigsäure)=5.69. Mit ein bißchen Nachdenken wird Dir hoffentlich klar, daß im ganzen Pufferbereich (grob 0.1⪅τ⪅0.9) die Relation pH=pKₐ+lg(τ/(1−τ)) gilt.
- τ=1½ bzw. V=60 ml: Die Gesamtmenge an zugegebener NaOH ist n=cV=6 mmol. Davon reagieren 4 mmol mit der vorhandenen Essigsäure zu Acetat, und es bleiben nₓ=2 mmol NaOH übrig, die in Vₓ=V+V₀=60 ml gelöst sind, also cₓ=nₓ/Vₓ=0.033 mol/l und da das eine starke Base ist, gilt pH=14+lg(cₓ)=12.52. Für den Teil der Kurve mit τ>1 kannst Du übrigens die oben angegebenen Formel adaptieren, allerdings in der Form von starker Säure mit starker Base:
Hallo Cristy390,
der Titrationsgrad ist das Verhältnis der zu analysierenden Substanz (in deinem Fall Natronlauge in Frage 2) mit dem Stoff der zugesetzt wird (in deinem Fall Salzsäure in Frage 2). Bei τ=0 hast du nur den Anfangsstoff (Naronlauge) vorliegen, bei τ=1 hast du 10 ml Natronlauge und 10 ml Salzsäure - also ein Gesamtvolumen von 20ml. Unter Berücksichtgung der Anfangskonzentrationen kanst du dann den pH-Wert berechnen.
Vieleicht hilft dir diese Seite auch noch ein Wenig:
https://www.titrationen.de/titrationstypen-nach-reaktionsart/saeure-base-titration/