Einführung in die Chemie

Lernziel

  • Berechnen Sie die Konzentration einer unbekannten Säure oder Base angesichts ihres Volumens und des Volumens und der Konzentration des standardisierten Titranten.

Schlüsselpunkte

    • Eine Säure-Base-Titration ist eine quantitative Analyse von Säuren und Basen; Durch diesen Prozess neutralisiert eine Säure oder Base bekannter Konzentration eine Säure oder Base unbekannter Konzentration.,
    • Der Titrationsfortschritt kann durch visuelle Indikatoren, pH-Elektroden oder beides überwacht werden.
    • Der Äquivalenzpunkt der Reaktion ist der Punkt, an dem der Titrant die Säure oder Base im unbekannten Analyten genau neutralisiert hat; Wenn Sie das Volumen und die Konzentration des Titranten am Äquivalenzpunkt kennen, können Sie die Konzentration einer Base oder Säure in der unbekannten Lösung berechnen.,stöchiometrisch gleich den Molen von Säure/Base in der Probe; die kleinste Menge an Titrant benötigt, um vollständig zu neutralisieren oder mit dem Analyten zu reagieren
    • titrantdie standardisierte (bekannte) Lösung (entweder eine Säure oder eine Base), die während der Titration zugegeben wird
    • analytischdie unbekannte Lösung, deren Konzentration in der Titration bestimmt wird

    Einrichten einer Säure-Base-Titration

    Eine Säure-Base-Titration ist ein experimentelles Verfahren zur Bestimmung die unbekannte Konzentration einer Säure oder Base durch präzise Neutralisierung mit einer Säure oder Base bekannter Konzentration., Dadurch können wir die Konzentration der unbekannten Lösung quantitativ analysieren. Säure-Base-Titrationen können auch verwendet werden, um die Reinheit von Chemikalien zu quantifizieren.

    Säure-Base-titrationDie Lösung im Kolben enthält eine unbekannte Anzahl von Äquivalenten von Base (oder Säure). Die Bürette ist kalibriert, um das Volumen auf 0,001 cm3 zu zeigen. Es ist mit einer Lösung von starker Säure (oder Base) bekannter Konzentration gefüllt. Kleine Inkremente werden von der Bürette hinzugefügt, bis am Endpunkt ein Tropfen die Indikatorfarbe dauerhaft ändert., (Ein Hinweis auf den sich nähernden Äquivalenzpunkt ist das Auftreten und Verschwinden der Farbe, die der Indikator über die Neutralisation hinaus annimmt, und das Verschwinden nach dem Rühren.) Am Äquivalenzpunkt wird die Gesamtmenge an Säure (oder Base) aus den Burette-Messwerten aufgezeichnet. Die Anzahl der Äquivalente von Säure und Base muss am Äquivalenzpunkt gleich sein.,

    Alkalimetrie oder Alkimetrie ist die spezialisierte analytische Verwendung der Säure-Base-Titration zur Bestimmung der Konzentration einer basischen (alkalischen) Substanz; Azidimetrie oder Acidometrie ist das gleiche Konzept, das auf eine saure Substanz angewendet wird.,li>pH-Indikator (der Typ hängt von den Reaktanten ab)

  • Erlenmeyer oder konischer Kolben
  • Titrant (eine Standardlösung bekannter Konzentration; ein häufiges Beispiel ist wässriges Natriumcarbonat)
  • Analyt oder Titrand (die Lösung unbekannter Konzentration)

Äquivalenzpunktindikatoren

Bevor Sie mit der Titration beginnen, müssen Sie einen geeigneten pH-Indikator auswählen, vorzugsweise einen, der eine Farbänderung erfährt (bekannt als „Endpunkt“). nahe dem Äquivalenzpunkt der Reaktion; Dies ist der Punkt, an dem äquivalente Mengen der Reaktanten und Produkte reagiert haben., Nachfolgend sind einige allgemeine Äquivalenzpunktindikatoren aufgeführt:

Säure-Base-Titrationseinrichtungdie rosa Farbe wird durch den Phenolphthalein-Indikator verursacht.

Schätzung des pH-Wertes des Äquivalenzpunktes

Die resultierende Lösung am Äquivalenzpunkt hat einen pH-Wert, der von den relativen Stärken der Säure und Base abhängt. Sie können den pH-Wert des Äquivalenzpunkts anhand der folgenden Regeln abschätzen:

  • Eine starke Säure reagiert mit einer schwachen Base zu einer sauren Lösung (pH < 7).,
  • Eine starke Säure reagiert mit einer starken Base zu einer neutralen (pH = 7) Lösung.
  • Eine schwache Säure reagiert mit einer starken Base zu einer basischen (pH > 7) Lösung.

Wenn eine schwache Säure mit einer schwachen Base reagiert, ist die Äquivalenzpunktlösung grundlegend, wenn die Base stärker und sauer ist, wenn die Säure stärker ist; Wenn beide gleich stark sind, ist der Äquivalenz-pH-Wert neutral. Schwache Säuren werden jedoch nicht oft gegen schwache Basen titriert, da der Farbwechsel kurz und daher sehr schwer zu beobachten ist.,

Sie können den pH-Wert einer schwachen Säurelösung bestimmen, die an verschiedenen Stellen mit einer starken Basenlösung titriert wird; Diese fallen in vier verschiedene Kategorien: (1) Anfangs-pH; (2) pH vor dem Äquivalenzpunkt; (3) pH am Äquivalenzpunkt; und (4) pH nach dem Äquivalenzpunkt.

Titration einer schwachen Säure durch eine starke BasisDer pH-Wert einer schwachen Säurelösung, die mit einer starken Basenlösung titriert wird, kann an jedem angegebenen Punkt gefunden werden.,

Titrationsverfahren

  1. Spülen Sie die Bürette mit der Standardlösung, der Pipette mit der unbekannten Lösung und dem konischen Kolben mit destilliertem Wasser ab.
  2. Mit der Pipette ein genau gemessenes Volumen des Analyten zusammen mit einigen Tropfen Indikator in den Erlenmeyerkolben geben. Legen Sie die standardisierte Lösung in die Bürette und geben Sie das Anfangsvolumen in einem Labornotizbuch an. In diesem Stadium möchten wir eine grobe Schätzung der Menge an bekannter Lösung, die zur Neutralisierung der unbekannten Lösung erforderlich ist., Lassen Sie die Lösung aus der Bürette, bis der Indikator die Farbe ändert, und notieren Sie den Wert auf der Bürette. Dies ist die erste Titration und es ist nicht sehr genau; es sollte von irgendwelchen Berechnungen ausgeschlossen werden.
  3. Führen Sie mindestens drei weitere Titrationen durch, diesmal genauer, wobei zu berücksichtigen ist, wo der Endpunkt ungefähr auftreten wird. Notieren Sie die Anfangs-und Endwerte auf der Bürette vor Beginn der Titration bzw. am Endpunkt. (Das Subtrahieren des Anfangsvolumens vom Endvolumen ergibt die Menge des Titranten, die zum Erreichen des Endpunkts verwendet wird.,)
  4. Der Endpunkt ist erreicht, wenn der Indikator dauerhaft seine Farbe ändert.
Chemistry 12.6 b Berechnung von Titrationen – Youtubediese Lektion zeigt, wie Berechnungen für Titrationen und Neutralisationsreaktionen durchgeführt werden, um die Konzentration einer unbekannten Säure oder Base zu ermitteln. Es wird auch diskutiert, wie mit polyprotischen Säuren und Basen mit mehreren Hydroxiden umzugehen ist.

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