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Aufgabe:

Titration von 10-2 M Natronlauge und CH3COOH. Wird sie bei pH=7 noch gepuffert?


Problem/Ansatz:

Da ich nicht genau weiß, wie man das löst, habe ich ein Hägg-Diagramm von Essigsäure gezeichnet mit cT = 10-3 M und pKs-Wert = 4.75. Dann habe ich ein Strich bei pH=7 gezogen. Aber wie bekomme ich jetzt die Natronlauge in das Diagramm?

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Titration von Natronlauge und Essigsäure

Bei der Titration von Essigsäure (CH₃COOH) mit Natronlauge (NaOH) müssen wir den Pufferbereich und die Pufferkapazität des Systems verstehen, um zu bestimmen, ob die Lösung bei einem pH-Wert von 7 noch gepuffert wird.

Zuerst schauen wir uns die Reaktion zwischen Essigsäure und Natronlauge an:

\( \text{CH}_3\text{COOH} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{Na}^+ + \text{H}_2\text{O} \)

Bei der Titration wird NaOH zur Essigsäure hinzugefügt, was dazu führt, dass Essigsäure zu ihrem konjugierten Base, dem Acetat-Ion (CH₃COO⁻), reagiert.

Pufferung bei pH=7:

Ein Puffer besteht aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base (oder umgekehrt), die zusammenarbeiten, um den pH-Wert der Lösung zu stabilisieren. Die Pufferkapazität ist am stärksten, wenn der pH-Wert nahe am pKs-Wert der Säure/Base liegt.

Da der pKs-Wert der Essigsäure 4,75 ist, liegt das Puffermaximum der Essigsäure/Acetat-Pufferlösung bei diesem pH-Wert. Bei pH 7 liegt der pH-Wert also bereits weit über dem optimalen Pufferbereich dieser spezifischen Säure/Base-Kombination.

Berücksichtigung der Natronlauge:

Um die Natronlauge und ihre Auswirkung im Hägg-Diagramm zu berücksichtigen, müssen wir verstehen, dass beim Hinzufügen von NaOH zur Lösung die Konzentration der Essigsäure verringert und die Konzentration des Acetations erhöht wird, da NaOH die Essigsäure neutralisiert. Sobald die komplette Neutralisierung erreicht ist, reichert sich bei weiterer Zugabe von Natronlauge das Acetation weiter an und der pH-Wert steigt weiter an.

Daher, wenn wir uns speziell bei einem pH-Wert von 7 befinden, haben wir bereits einen Überschuss an Acetationen, und die Lösung kann nicht als effektiver Puffer bei diesem pH-Wert agieren, weil der pH-Wert zu weit von dem pKs der Essigsäure entfernt ist und ein Großteil der Essigsäure bereits zu Acetat umgesetzt wurde.

Konklusion:

Nein, bei einem pH-Wert von 7 wird die Titration von Essigsäure mit Natronlauge nicht mehr effektiv gepuffert. Die Pufferkapazität ist in der Nähe des pKs-Werts der schwachen Säure am größten und nimmt ab, je weiter man sich von diesem Wert entfernt. Durch die Zugabe von Natronlauge wird die Essigsäure in ihr konjugiertes Base umgewandelt, wodurch der Pufferbereich der Lösung überschritten wird, bevor der pH-Wert von 7 erreicht wird.
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