Messung von Säure-/Base-Titrationskurven

Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!

Die Säure-/Base-Titration als Verfahren der quantitativen Analyse erlaubt die Bestimmung der Konzentration eines Analyten durch Verwendung einer Maßlösung bekannter Konzentration. Je nach verwendeter Säure (stark, schwach, mehrprotonig) ergeben sich charakteristische Titrationskurven und unterschiedliche Äquivalenzpunkte, die im folgenden Experiment gemessen werden.

SCHWIERIGKEIT:

Schülerexperiment - mittel

GERÄTE

pH-Meter, Bürette, Stativmaterial, Magnetrührer mit Rührfisch, 25 mL Messkolben, Vollpipette

CHEMIKALIEN

konz. Salzsäure
konz. Phosphorsäure
Eisessig
Natriumhydroxid-Maßlösung (c = 1 mol/L)

DURCHFÜHRUNG

2,5 mL konz. Salzsäure, 1,5 mL Eisessig und 1,7 mL konz. Phosphorsäure werden in je einem 25 mL Messkolben vorgelegt und bis zur Eichmarke mit dest. Wasser aufgefüllt. Dadurch ergeben sich ca. 1 M Lösungen. Liegt keine 1 M Natronlauge vor, so kann diese durch Lösen von 2,0 g Natriumhydroxid in 50 mL dest. Wasser hergestellt werden.

Nun werden jeweils 5 mL der Säure in ein Becherglas überführt und mit etwa 100 mL dest. Wasser verdünnt. Während in 0,1 – 1,5 mL Inkrementen Natronlauge durch die Bürette zugetropft wird, wird nach jeder Zugabe der pH-Wert gemessen.

ENTSORGUNG

Alle Lösungen können stark verdünnt über das Abwasser entsorgt werden.

ERKLÄRUNG

Je nach vorliegender Säure ergeben sich unterschiedliche Äquivalenzpunkte und Titrationskurven:

Salzsäure ist eine starke Säure und liegt in wässriger Lösung komplett dissoziiert vor.

HCl + H₂O ---> H₃O⁺ + Cl^-

Da entstehendes Kochsalz in Lösung pH-neutral ist, liegt der Äquivalenzpunkt genau bei pH 7.

HCl + NaOH ---> NaCl + H₂O

Essigsäure ist eine schwache Säure: Der pH-Wert liegt am Anfang nicht so tief wie der von Salzsäure. Dieser steigt dann rasant bis in den Bereich, in dem die Pufferwirkung von Essigsäure/Acetat zu tragen kommt, an.

CH₃COOH + H₂O ---> H₃O⁺ + CH₃COO^-

Da Natriumacetat als Salz einer schwachen Säure und starken Base leicht basisch ist, liegt der Äquivalenzpunkt nun nicht bei pH 7.

CH₃COOH + NaOH ---> CH₃COONa + H₂O

Phosphorsäure spaltet nicht alle drei Protonen sofort ab: Stattdessen gibt es zwei Äquivalenzpunkte und Stufen in der Titrationskurve.

Bei dem Verdünnen mit Wasser geschieht folgendes:

H₃PO₄ + H₂O ---> H₃O⁺ + H₂PO₄^- Die zwei Stufen ergeben sich mit fortschreitender Zugabe von Natronlauge: H₂PO₄^- + OH^- ---> H₂O + HPO₄^2- HPO₄^2- + OH^- ---> H₂O + PO₄^3-

LITERATUR

Chemieunterricht.de