Titration von Salzsäure mit Natriumhydroxid Allgemeine Bemerkungen Die Bestimmung der Salzsäurekonzentration ist wahrscheinlich das am häufigsten diskutierte Beispiel der Säure-Base-Titration. Sowohl Säure als auch Base sind stark, was nicht nur die Bestimmung des Endpunktes einfach macht (steiler Teil der Kurve ist lang), sondern bedeutet auch, dass die Berechnung der Titrationskurve und des Äquivalenzpunktes ziemlich einfach ist. Dies ist eine einfache Neutralisationsreaktion: HCl NaOH rarr NaCl H 2 O Es ist bemerkenswert, dass - da wir annehmen können, dass sowohl Säure als auch Base vollständig dissoziiert sind - die Netto-Ionenreaktion nur H OH-rarr H 2 O ist Einfachste Form der Neutralisationsreaktion möglich. In der Realität jede Säure und jede Basis - egal wie stark - haben einige Dissoziationsgleichgewichte, die durch Dissoziationskonstante beschrieben werden. In diesem Fall ist K a für HCl als 10 4 aufgeführt (was bedeutet, dass es sicher vernachlässigt werden kann) und die Dissoziationskonstante K b für NaOH wird als 0,6 aufgeführt - was bedeutet, dass es manchmal berücksichtigt werden muss. Probengröße Je nach Titriermittelkonzentration (0,2 M oder 0,1 M) und unter der Annahme von 50 mL Bürette sollte Aliquot zur Titration etwa 0,26-0,33 g (0,13-0,16 g) Salzsäure (7-9 oder 3,5-4,5 Millimol) enthalten ). Endpunkt-Erkennung Äquivalenzpunkt der starken Säure-Titration ist in der Regel als genau 7.00 aufgelistet. Das ist nicht der Fall, da es von der Lösungstemperatur und der Ionenstärke der Lösung abhängt, außerdem eine leichte Hydrolyse von NaOH verschiebt den pH-Wert um etwa 0,02 Einheiten. Nicht, dass es viel verändert - wir sind immer noch sehr nah an 7. So ist der beste Indikator für diejenigen, die auf pH-Indikatoren Vorbereitung Seite aufgeführt ist Bromthymol blau. Jedoch können wir, wie wir auf der Säure-Base-Titration-Endpunkt-Erkennungsseite diskutiert haben, es sei denn, wir haben eine verdünnte Lösung (im Bereich von 0,001 M) zu behandeln, können wir fast jeden Indikator verwenden, der eine beobachtbare Farbänderung im pH 4-10 ergibt Angebot. So können wir das beliebteste Phenolphthalein sicher verwenden und auf den ersten sichtbaren Farbwechsel titrieren. Farbwechsel von Phenolphthalein während der Titration - links, farblose Lösung vor dem Endpunkt, rechts - rosa Lösung nach Endpunkt. Beachten Sie, dass wir die Titration auf den ersten Blick der Farbänderung beenden müssen, bevor die Farbe gesättigt wird. Lösungen Zur Durchführung der Titration benötigen wir Titriermittel - 0,2 M oder 0,1 M Natronlauge. Indikator - Phenolphthaleinlösung und etwas Menge an destilliertem Wasser zur Verdünnung der Salzsäureprobe. Pipettenaliquot der Salzsäurelösung in einen 250mL Erlenmeyerkolben pipettieren. Mit destilliertem Wasser auf ca. 100 ml verdünnen. Füge 2-3 Tropfen Phenolphthaleinlösung hinzu. Mit NaOH-Lösung bis zum ersten Farbwechsel titrieren. Ergebnisberechnung Nach der Reaktionsgleichung wird HCl NaOH rarr NaCl H 2 O Salzsäure mit Natriumhydroxid auf der Basis von 1: 1 reagiert. Das macht die Berechnung besonders einfach - wenn wir die Anzahl der Molen von NaOH berechnen, wird es bereits die Anzahl der Mole von HCl titriert. Klicken Sie auf nCV-Taste über NaOH im Eingabe-Frame, geben Sie Volumen und Konzentration des verwendeten Titriermittels ein. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Verwendung". Lesen Sie die Anzahl der Molen und die Masse der Salzsäure in der titrierten Probe im Ausgangsrahmen. Klicken Sie auf den nCV-Knopf im Ausgangsrahmen unterhalb der Salzsäure, geben Sie das Volumen der pipettierten Probe ein, lesen Sie die Salzsäurekonzentration. Fehlerquellen Neben allgemeinen Quellen von Titrationsfehlern. Bei der Titration von Salzsäure sollten wir dem Titriermittel besondere Aufmerksamkeit widmen. Natriumhydroxidlösungen sind nicht stabil, da sie dazu neigen, atmosphärisches Kohlendioxid zu absorbieren. Salzsäure ist viel stärker als Kohlensäure, so dass es langsam Kohlendioxid aus der Lösung ausstoßen wird, aber anfänglich die Anwesenheit von Carbonaten bedeutet, dass, um Endpunkt zu erreichen, müssen wir einen Teil des Titriermittels hinzufügen. Die Seite wurde zuletzt am 06. September 2009 geändert, 00: 13: 34.Gebrauchte, um ein genaues Volumen einer Lösung, z. B. 250 cm 3, zu bilden. Dies könnte eine Standardlösung (von genau bekannter Konzentration und bekanntem gelösten Stoff) sein. Bei einer Titration wird die Pipette verwendet, um 25 cm 3 (üblicherweise auf 0,05 cm 3) einer Lösung in einen konischen Kolben zu überführen. Eine weitere Lösung, die mit der Lösung im konischen Kolben reagiert, wird vorsichtig aus einer Bürette zugegeben, bis sie alle genau reagiert hat. Dies nennt man den Endpunkt der Titration (oder Äquivalenzpunkt der Reaktion). Es muss eine Art zu wissen sein, wenn der Endpunkt erreicht ist. Ein Indikator kann benötigt werden. Oft wird eine Titration wiederholt, bis aufeinanderfolgende Titer innerhalb von 0,1 cm 3 liegen. Ein Indikator ist eine Substanz, die eine Farbänderung erfährt, wenn der Endpunkt einer Titration erreicht ist. Acid-Base-Indikatoren werden verwendet, um das Ende der Säure-Base-Titrationen zu signalisieren. Säure-Base-Indikatoren sind vielleicht die häufigsten Arten, aber verschiedene Arten von Indikatoren werden in Niederschlagsreaktionen verwendet, wie in Silbernitrat (V) Titrationen für die Chlorid-Ionen-Bestimmung. Bei Reaktionen, bei denen es eine Farbveränderung gibt, kann ein Indikator nicht benötigt werden, wie bei Manganat (VII) Titrationen. Ein Säure-Base-Indikator ist selbst eine schwache Säure (oder seine konjugierte Base). Ein Säure-Base-Indikator ist eine schwache Säure mit einer anderen Farbe in wässriger Lösung von seiner konjugierten Base. Betrachten Sie Methylorange. Wenn die Säureform des Indikators durch HIn und seine konjugierte Basenform durch In - dargestellt wird. Das folgende Gleichgewicht besteht in wässriger Lösung: Nach dem LeChateliers-Prinzip verschiebt die Addition einer Säure das Gleichgewicht nach links und die Lösung wird rot. Der Zusatz von Base entfernt H. Das Gleichgewicht nach rechts verschieben und die Lösung wird gelb. Die Gleichgewichtsbedingung für die Reaktion ist: Umordnen dieser Expression: Daher ist das Verhältnis HIn In - abhängig vom pH-Wert und bestimmt die Farbe der Lösung. Bei Methylorange ist die Lösung rot, wenn HIngtgt In -, gelb, wenn In - gtgtHIn und wechselnde Schattierungen von Orange, wenn HIn und In - gleich sind. Daher ist am Endpunkt der Titration HIn (aq) In - (aq) 1 und pK a für einen Indikator (ungefähr) gleich dem pH-Wert der Lösung am Endpunkt. Methylorange als Indikator bei stark säureschwachen Basis-Titrationen. Es ändert sich von rot (bei pH 3,1) bis orange-gelb (bei pH 4,4). Wir sehen die Farbveränderungen von Methylorange, weil sie Licht im sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums absorbiert. Sein Molekül enthält ein erweitertes System von delokalisierten Elektronen, genannt Chromophor. Die Unterschiede in der Energie zwischen den quantisierten elektronischen Energieniveaus entsprechen den Energien der Photonen des sichtbaren Lichts. Elektronen werden gefördert, wenn diese Photonen absorbiert werden, indem sie ihre Frequenzen von denen entfernen, die in das Auge gelangen. Bei Methylorange, wenn das Molekül in saurer Lösung protoniert wird, ändern sich die Unterschiede in der Energie zwischen den Elektronenenergieniveaus geringfügig von der unprotonierten Form. Dies führt zur Absorption unterschiedlicher Frequenzen von Sichtlicht und damit zu einer Farbänderung des Indikators. Methylorange in saurer Lösung absorbiert blau-grünes Licht, das seine Lösung rot erscheint. In alkalischer Lösung absorbiert es blau-grünes und rotes Licht, so dass es gelb erscheint. Titrationskurven Säurebasis-Indikatoren profitieren von der schnellen Änderung des pH-Werts der zu titrierenden Lösung, wenn der Äquivalenzpunkt erreicht ist. Wenn eine Säure und eine Base in äquivalenten Mengen gemischt worden sind (entsprechend der chemischen Gleichung für die Reaktion), sollen sie sich gegenseitig neutralisiert haben. Dieser Begriff ist jedoch etwas irreführend, weil der pH-Wert der Lösung von dem gebildeten Salz abhängt und nicht pH 7 sein kann. Die Wahl eines Indikators wird durch den pH-Wert der Lösung am Äquivalenzpunkt bestimmt. Zum Beispiel ist an dem Äquivalenzpunkt einer Titration mit Ethansäure und Natriumhydroxid das einzige Produkt eine wässrige Lösung der ionischen Verbindung Natriumethanoat. Es ist die Ethanoat-Ionen, die sich als Base verhalten, die die Lösung am Endpunkt verursachen, um einen alkalischen pH-Wert zu haben. Ein Studium des Ionischen Gleichgewichts mit schwachen Säuren und ihren konjugierten Basen ist notwendig, um diese Ideen mehr zu schätzen. In der Tat ist der pH-Wert einer am Äquivalenzpunkt gebildeten Lösung wichtig, da er die Wahl des Säure-Base-Indikators für die Titration beeinflusst. Das ist weil. Säure-Base-Indikatoren verändern die Farbe innerhalb der charakteristischen pH-Bereiche. Zwei bekannte Säure-Base-Indikatoren sind Methylorange und Phenolphthalein. 25 cm 3 von 0,1 mol dm -3 Säure wird mit 0,1 mol dm -3 alkalischer Lösung titriert. Starke Säure - Starke Base Salzsäure, HCl (aq) - Natriumhydroxid, NaOH (aq) Starke Säure - Schwache Base Salzsäure, HCl (aq) - Ammoniak, NH 3 (aq) Schwachsäure - Starke Base Ethansäure, CH 3 COOH (aq) - Natriumhydroxid, NaOH (aq) Schwachsäure - schwache Base Ethansäure, CH 3 COOH (aq) - Ammoniak, NH 3 (aq) Phenolphthalein pH 8,3 - 10,0 Methyl Orange pH 3,1 - 4,4 Phenolphthalein pH 8,3 - 10,0 Methyl Orange pH 3,1 - 4,4 25 cm 3 von 0,1 mol dm -3 Säure wird mit 0,1 mol dm -3 alkalischer Lösung titriert. Starke Säure - Starke Base Salzsäure, HCl (aq) - Natriumhydroxid, NaOH (aq) Starke Säure - Schwache Base Salzsäure, HCl (aq) - Ammoniak, NH 3 (aq) Schwachsäure - Starke Base Ethansäure, CH 3 COOH (aq) - Natriumhydroxid, NaOH (aq) Schwachsäure - schwache Base Ethansäure, CH 3 COOH (aq) - Ammoniak, NH 3 (aq) Phenolphthalein pH 8,3 - 10,0 Methyl Orange pH 3,1 - 4,4 Phenolphthalein pH 8,3 - 10,0 Methyl Orange pH 3,1 - 4,4 Jeder Säure-Base-Indikator, der die Farbe zwischen pH 4 und pH 10 ändert, eignet sich zur Erkennung des Endpunktes für eine starke Säure-starke Basentitration. Sowohl Methylorange als auch Phenolphthalein können verwendet werden. Nur ein Tropfen der hinzugefügten Basis wird eine Farbänderung des Indikators bewirken. Die pH-Kurve für die starke Säure - schwache Basentitration zeigt, dass Phenolphthalein kein geeigneter Indikator ist, aber Methylorange ist gut. Für die Titration von schwacher Säure - starker Base. Phenolphthalein, aber nicht Methylorange, ist ein geeigneter Indikator. Bei einer schwachen Säure-schwachen Basistitration zeigt die pH-Kurve, dass es keine rasche Änderung des pH-Wertes gibt, die der Zugabe von nur einem oder zwei Tropfen der Base entspricht. Aus diesem Grund ist es in der Regel nicht möglich, den Endpunkt unter Verwendung eines Säure-Base-Indikators zu detektieren.
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