Titration einer starken Base mit starker Säure

Question

Aufgabe:

10 ml Natronlauge werden mit HCl der Konzentration c₀=0,01 mol/L titriert. Dabei wird folgende Titrationskurve aufgezeichnet.

(Bild: x-Achse: Volumen (HCl), y-Achse: pH-Wert, die Kurve beginnt bei pH=14, bei pH =7 liegt der Äquivalenzpunkt)

a) Berechne die Konzentration der Probelösung

b) Ermittle das Volumen der Maßlösung, das bis zum Äquivalenzpunkt verbraucht wird.

c) Durch eine Unachtsamkeit ist etwas festes NaOH in die Probelösung gefallen. Berechne deren jetzt bestehende Konzentration, wenn bei ihrer Titration 80 ml Schwefelsäure der Konzentration c₀=0,05 mol/L verbraucht werden. Die Volumenzunahme durch das Natriumhydroxid kann vernachlässigt werden.

d) Berechne den pH-Wert der Lösung wenn anstelle der NaOH-Lösung eine Ammoniak-Lösung der Konzentration c₀=0,01 mol/L verwendet wird (pK_s(NH₄⁺)=9,25).

Problem/Ansatz:

a) da hier nur die Konzentration der Säure angegeben ist, lässt sich die Konzentration der Base über den pH-Wert bestimmen:

pH= −log(c(H⁺) = −log(0,01 mol/L) = 2

pOH = 14 − pH = 14 − 2 =12 ⇒ c(OH^-) = 10^-12 mol/L

b) Am Äquivalenzpunkt gilt: n(NaOH)=n(HCl)

 ⇒ c(NaOH)*V(NaOH)=c(HCl)*V(HCl) ⇒ V(HCl) = (c(NaOH)*V(NaOH))/c(HCl)= (10^-12 mol/L*0,01 L)/0,01 mol/L = 10^-12 L

c) Die Reaktionsgleichung aufstellen:

2 NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 H₂O

n(H₂SO₄) = c*V= 0,05 mol/L*0,08 L = 0,004 mol

n(H₂SO₄)=2*n(NaOH) ⇒ n(NaOH)=  0,004 mol * 2 = 0,008 mol

c(NaOH)= n/V = 0,008/0,01 L = 0,8 mol/L

d) Es handelt sich hier um eine schwache Base, daher gilt:

pH=1/2*(pK_s+log(c(Base))+14)=1/2*(9,25+log(0,01mol/L)+14)=10,6

Sind meine Lösungen richtig? Kann mir jemand das bestätigen bzw. wenn bei Fehlern korrigieren? Vielen Dank im Voraus. Grüße

Answer 1

Salut Chemiker,

ich habe mir nun eben alles durchgelesen. Immer wieder schön, wenn du selbst deine Überlegungen hier einstellst !

So ... (a), (b) und (d) dürften richtig sein.

Bei (c) solltest du das folgende Teilstück noch einmal überdenken:

n(H₂SO₄)=2*n(NaOH)

Jedes H⁺ der Säure neutralisiert ein OH^- der Lauge zu H₂O. Die Schwefelsäure als zweiprotonige Säure liefert pro Molekül 2 H⁺, die NaOH pro Molekül 1 OH^-.

Somit ergibt sich allerdings:

n (NaOH)  =  2 * n (H₂SO₄)

Bei erfolgter Neutralisation ist die Stoffmenge von Natronlauge also zweimal so groß wie die der Schwefelsäure.

Du aber schreibst in deiner Gleichung: Die Stoffmenge der Schwefelsäure  =  zweimal so groß wie die Stoffmenge der Natronlauge.

Auch wenn du anschließend richtig weitergerechnet hast, führen solche äußerst beliebten Vertauschungen immer zu Punktabzügen und das muss nicht sein.

Noch ein kleiner Flüchtigkeitsfehler bei (c):

In der letzten Zeile fehlt die Einheit mol bei 0,008.

Sonst aber wirklich alles prima !

Schöne Grüße :)

Comments

Besten Dank, an der Stelle, also bei der Teilaufgabe c) war ich auch unsicher. Viele Grüße

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Gerne und Gruß zurück :)