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Titration - starke Säure mit starker Base 05:52 min

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Transkript Titration - starke Säure mit starker Base

Hallo! Heute wollen wir uns mit der analytischen Methode der Säure-Base-Titration beschäftigen. Hier ein kleines Beispiel, wo diese Methode praktische Anwendung findet. Stell dir einmal vor, du holst dir ein Becherglas mit Salzsäure, um im Labor damit zu experimentieren. Dein Laborpartner schüttet nun aus versehen Wasser in das Becherglas. Jetzt stimmt die Konzentration nicht mehr mit und du kannst dein Experiment nicht durchführen, ohne die genaue Konzentration zu kennen. Wie kannst du nun aber die Konzentration dieser Lösung ermitteln? Das wollen wir uns jetzt einmal ansehen. Du hast nun also eine Salzsäurelösung mit unbekannter Konzentration, aber bekanntem Volumen. Nun können wir mit einer Natronlauge-Lösung, deren Konzentration uns bekannt ist, eine Titration durchführen. Diese Natronlauge wird als Maßlösung bezeichnet, da wir genau wissen, welche Konzentration diese Lösung hat. Aber wie wird so eine Titration nun gemacht? Zunächst sehen wir uns dazu den Versuchsaufbau an: Im Becherglas befindet sich die Lösung, welche analysiert werden soll.In unserem Fall ist das Salzsäure. In der Bürette befindet sich die Maßlösung, in unserem Fall Natronlauge. Diese kann nun vorsichtig zugetropft werden. Die nun ablaufende Reaktion ist eine Neutralisation. Salzsäure und Natronlauge reagieren miteinander zu Natriumchlorid und Wasser. Salzsäure ist eine starke Säure und Natronlauge ist eine starke Base. Das bedeutet, die beiden Stoffe liegen in Lösung vollständig dissoziert vor. Das entstandene Salz Natriumchlorid ist ein neutrales Salz. Zur Überprüfung der ablaufenden Reaktion wird ein Indikator mit in die Analysenlösung, also in die Salzsäure gegeben. Dieser zeigt dir dann durch seine Farbe den pH-Wert in der Analysenlösung an. Du musst solange die Maßlösung zutropfen, bis ein Farbumschlag erfolgt. Der Farbumschlag zeigt dir das Ende der Titration an.

Der Punkt an dem dieser Farbumschlag erfolgt, wird als Äquivalenzpunkt bezeichnet.

Der Äquivalenzpunkt bei einer Titration einer starken Säure mit einer starken Base ist der Neutralpunkt. Das ist wirklich nur in diesem konkreten Fall so und keinesfalls bei allen Titrationen. Der Ablauf einer Titration lässt sich gut in einem Volumen-pH-Wert-Diagramm darstellen. Dort trägst du auf der x-Achse die verbrauchte Menge an Maßlösung ab und auf der y-Achse den pH-Wert der Anaysenlösung. Zu Beginn der Titration ist der pH-Wert sehr niedrig, in der Lösung befinden sich viel mehr Oxoniumionen der Säure als Hydroxidionen der Base. Wenn du optisch den Farbumschlag in deinem Becherglas sehen kannst, also am Ende der Titration, lässt sich auch in der Kurve ein extremer Sprung feststellen. Nun ist die Neutralisation erfolgt. Wird weiter Maßlösung, also Natronlauge zugetropft, ist die Anzahl der Hydroxidionen in der Lösung höher als die der Oxoniumionen und der pH-Wert damit im Basischen. Der Äquivalenzpunkt lässt sich nun am Wendepunkt der Kurve ablesen. Da wir eine starke Säure mit einer starke Base titriert haben, liegt der Äquivalenzpunkt genau bei pH 7. Und wie lässt sich nun damit die Konzentration der Salzsäure bestimmen?

Am Äquivalenzpunkt ist die Stoffmenge an Hydroxidionen gleich der Stoffmenge an Oxoniumionen. Da wir sowohl eine einprotonige Säure, als auch eine Base mit einem Hydroxidion haben, kann daraus auch geschlussfolgert werden, dass eine Die Stoffmenge der Lauge am Äquivalenzpunkt gleich der Stoffmenge der Säure ist.

Die Stoffmenge lässt sich berechnen durch Multiplikation des Volumens mit der Konzentration.

Nun ein Rechenbeispiel: wir haben bis zum Äquivalenzpunkt 10 ml, also 0,01l der Maßlösung verbraucht und die Konzentration der Natronlauge beträgt 0,1 mol/l. Nun kannst du die Stoffmenge der verbrauchten Maßlösung berechnen. Die verbrauchte Stoffmenge beträgt also 0,001 mol. Da wir ja eben festgestellt haben, dass am Äquivalenzpunkt die Stoffmengen von Säure und Lauge gleich sind, ist also auch die Stoffmenge der Salzsäure 0,001 mol. Nun setzt du nur noch das Volumen, welches du zum Titrieren der Analysenlösung eingesetzt hast in die Gleichung ein und kannst die Konzentration berechnen. Nehmen wir mal an, du hast 5 ml deiner Salzsäure titriert, dann beträgt die Konzentration 0,2 mol/l. Du hast heute gelernt, wie man eine Titration durchführt, dass der Endpunkt einer Titration durch den Farbumschlag des Indikators angezeigt wird und wie sich Titrationsverläufe in Diagrammen festhalten lassen. Außerdem wurde dir gezeigt, dass die Konzentration der Oxoniumionen am Äquivalenzpunkt gleich der Konzentration der Hydroxidionen ist und wie sich dadurch leicht die Konzentration einer Säure oder Base berechnen lässt. Tschüß und bis bald!

5 Kommentare
  1. super dangke .

    Von Mpierre974, vor 7 Monaten
  2. SEHR gut erklärt!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    Von Fortnite Pro1, vor 11 Monaten
  3. Sieh dir auch die Videos an, die vor diesem Video in dem Thema verortet sind.

    Dieses Video
    http://www.sofatutor.com/chemie/videos/saeure-base-titration-grundlagen?topic=2751&back_button=1
    hilft dir vielleicht schon weiter.
    Auch weiterhin viel Spaß an der Chemie!

    Von Bianca Blankschein, vor mehr als 3 Jahren
  4. Hi ... An sich ist es ein gutes Video... Aber was ist mit der Rechnung zur Stark-Schwach-Titration oder zur Schwach-Schwach?

    Von Fady S., vor mehr als 3 Jahren
  5. den wichtigsten teil (berechnung der konzentration habt ihr aber SEHR kurz gefasst)
    ......

    Von Measy 67, vor fast 4 Jahren

Titration - starke Säure mit starker Base Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Titration - starke Säure mit starker Base kannst du es wiederholen und üben.

  • Bestimme die Geräte und Chemikalien, die du zur Konzentrationsbestimmung von Salzsäure benötigst.

    Tipps

    Die ablaufende Reaktion ist eine Säure-Base-Reaktion.

    Eine genaue Abmessung des Volumens ist wichtig.

    Lösung

    Bei einer Titration wird mit einer Maßlösung, bei der die Konzentration bekannt ist, die Konzentration einer unbekannten Lösung bestimmt.

    Wenn du nun die Konzentration einer Salzsäure bestimmen willst, benötigst du eine Base, in unserem Beispiel Natronlauge. Diese wird dann bis zum Äquivalenzpunkt zugetropft. Um den Äquivalenzpunkt sichtbar zu machen, wird ein Indikator zugegeben. Es läuft folgende Reaktion ab:

    $HCl + NaOH \rightarrow H_2O + NaCl$

    Damit die Menge an verbrauchter Maßlösung korrekt bestimmt werden kann, wird diese über eine Bürette tropfenweise zur Salzsäure gegeben. Du benötigst also ein Becherglas, in dem sich die Salzsäure und der Indikator befinden, und eine Bürette mit Skala, in der sich die Natronlauge befindet.

  • Nenne die richtigen Einheiten und Formelzeichen zu Stoffmenge, Volumen und Konzentration.

    Tipps

    Die Einheit der Konzentration setzt sich zusammen aus den Einheiten der Stoffmenge und des Volumens.

    Lösung

    Um richtig mit Größen rechnen zu können, ist es wichtig, die entsprechenden Formelzeichen und Einheiten zu kennen. Bei einer Titration ist die Stoffmenge n mit der Einheit mol sehr wichtig. Außerdem benötigst du das Volumen V mit der Einheit l. Die Konzentration c setzt sich zusammen aus den beiden Größen. Sie gibt das Verhältnis von Stoffmenge pro Volumeneinheit an. Die Einheit ist dementsprechend mol/l.

  • Ermittle die Konzentration durch folgende Titration.

    Tipps

    Ermittle zunächst die verbrauchte Menge an Natronlauge.

    Die Menge an verbrauchter Natronlauge ist halb so groß wie die Menge an Salzsäure im Becherglas.

    Die Stoffmengen der Salzsäure und die Natronlauge sind am Äquivalenzpunkt gleich.

    Den Äquivalenzpunkt erkennst du am Farbumschlag von rot zu grün.

    Lösung

    Bei der Titrtaion erkennst du den Äquivalenzpunkt am Farbumschlag der Lösung. Am Äquivalenzpunkt sind genauso viel $OH^-$ wie $H_3O^+$ in Lösung.

    An der Bürette kannst du ablesen, dass du $10~ ml$ einer NaOH mit $ c= 0,1\frac{mol}{l}$ bis zum Äquivalenzpunkt verbraucht hast. Damit kannst du die Stoffmenge an $OH^-$ am Äuquivalenzpunkt berechnen:

    $n = c \cdot V$

    Also beträgt $n = 0,001~mol$. Da am Äquivalenzpunkt die Stoffmenge der Hydroxidionen und der Oxoniumionen gleich ist, kennst du die Stoffmenge der Oxoniumionen in der Lösung.

    Diese beträgt dann auch $0,001 ~mol$. Nun kannst du mit dem gegebenen Volumen von $20~ml$ die Konzentration berechnen.

    $c = \frac {n}{V}$.

    Die gesuchte Konzentration beträgt somit $0,05 \frac{mol}{l}$.

  • Erkläre den Äquivalenzpunkt bei einer Titration.

    Tipps

    Bei einer Titration neutralisieren sich Hydroxidionen und Oxoniumionen.

    Lösung

    Der Äquivalenzpunkt ist der Punkt, an dem genauso viel Hydroxidionen wie Oxoniumionen in Lösung vorliegen. Die Stoffmengen der Ionen sind also gleich. Erkennen lässt sich dieser Punkt durch den Farbumschlag des zugegebenen Indikators, da eine sprunghafte Änderung des pH-Wertes stattfindet.

  • Bestimme die Reaktionsgleichungen zu folgenden Titrationen.

    Tipps

    Bei einer Titration läuft eine Neutralisation zwischen Säure und Base ab.

    Bei einer Neutralisation entstehen immer Wasser und ein Salz.

    Lösung

    Bei einer Säure-Base-Titration läuft immer eine Säure-Base-Reaktion ab. Die Maßlösung neutralisiert dabei tropfenweise die Analysenlösung. Optisch erkennbar wird die Reaktion mittels Indikator. Am Äquivalzenpunkt erfolgt ein Farbumschlag. Bei den Reaktionen entstehen immer ein Salz und Wasser. Aus Salpetersäure $HNO_3$ und Natronlauge $NaOH$ wird so das Salz Natriumnitrat $NaNO_3$. Aus Salzsäure $HCl$ und Kalilauge $KOH$ entsteht das Salz Kaliumchlorid $KCl$.

  • Werte folgendes Diagramm einer Titration aus.

    Tipps

    Verbrauchtes Volumen der Maßlösung und Volumen der Analysenlösung sind gleich groß.

    Da es sich um eine einprotonige Säure handelt und um eine Lauge mit einem $OH^-$ pro Molekül, kann die Stoffmenge der Oxoniumionen bzw. Hydroxidionen gleich der Stoffmenge der Säure bzw. Base gesetzt werden.

    Lösung

    In diesem Diagramm ist deutlich zu erkennen, dass eine Säure mit einer Base titriert wird, da zu Beginn der pH-Wert niedrig und am Ende hoch ist. Die Analysenlösung ist also die Säure und die Maßlsöung die Base. Tritt nun der Äquivalenzpunkt ein, ist die Stoffmenge der Oxoniumionen gleich der Stoffmenge der Hydroxidionen. Erkennen kannst du das durch den Wendepunkt der Kurve im Diagramm bzw. durch den Farbumschlag der Analysenlösung, wenn Indikator enthalten ist. In unserem Beispiel ist der Äquivalenzpunkt also nach 10 ml der Maßlösung erreicht. Da auch 10 ml der Analysenlösung eingesetzt wurden, lässt sich also sagen, dass in 10 ml Säure genauso viel Oxoniumionen enthalten sind wie Hydroxidionen in 10 ml Base. Daher müssen die Konzentrationen gleich sein, da die Konzentration das Verhältnis der Stoffmenge pro Volumeneinheit anzeigt. Die Säure hat also auch eine Konzentration von 0,1 $\frac{mol}{l}$.