ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Chemie
Titration
Chemie · Klasse 11–13 · 4 Blätter · 51 Aufgaben
LehrplanHessen: E.2 ProtolysereaktionenHessen: Q3.2 Protolysegleichgewichte · LK
Bei einer Säure-Base-Titration misst man, wie viel Lauge bekannter Konzentration eine Säure genau neutralisiert. Aus diesem Volumen folgt die Konzentration der Säure.
Worum es geht
Man legt ein genau abgemessenes Volumen der Probe vor und tropft aus der Bürette eine Maßlösung bekannter Konzentration hinzu. Am Äquivalenzpunkt, den ein Indikator durch Farbumschlag anzeigt, haben alle H₃O⁺-Ionen der Säure mit OH⁻-Ionen reagiert: H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O. Dort gilt: Stoffmenge der abgegebenen Protonen gleich Stoffmenge der Hydroxid-Ionen. Eine zweiprotonige Säure wie H₂SO₄ braucht pro Molekül zwei OH⁻.
Die Formeln
| Größe | Formel | Hinweis |
|---|---|---|
| Stoffmenge der Maßlösung | n(NaOH) = c(NaOH) · V(NaOH) | V in Litern |
| einprotonige Säure (HCl) | n(HCl) = n(NaOH) | HCl + NaOH → NaCl + H₂O |
| zweiprotonige Säure (H₂SO₄) | n(H₂SO₄) = ½ · n(NaOH) | H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O |
| Konzentration der Säure | c(Säure) = n(Säure) / V(Säure) | kurz: cS · VS · z = cB · VB |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: 20,0 mL Schwefelsäure werden mit 16,0 mL NaOH (c = 0,25 mol/L) titriert. Konzentration der Säure? (4 NKS)
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Verbrauch in mol | n(NaOH) = 0,25 mol/L · 0,0160 L = 0,004000 mol | nur für die Maßlösung kennt man c und V |
| 2 · Reaktionsgleichung | H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O | die Koeffizienten liefern das Stoffmengenverhältnis |
| 3 · Stoffmenge Säure | n(H₂SO₄) = ½ · 0,004000 = 0,002000 mol | jedes H₂SO₄ gibt zwei Protonen ab und verbraucht zwei OH⁻ |
| 4 · Konzentration | c = 0,002000 mol / 0,0200 L = 0,1000 mol/L | Stoffmenge geteilt durch das vorgelegte Volumen |
Der typische Fehler
Bei Schwefelsäure den Faktor ½ vergessen. Mit cS · VS = cB · VB erhält man 0,2000 mol/L — doppelt so viel. Die kurze Formel gilt nur, wenn Säure und Base im Verhältnis 1 : 1 reagieren. Wer zuerst die Reaktionsgleichung aufschreibt, sieht die 2 vor NaOH und macht den Fehler nicht.
So prüfst du dein Ergebnis
Volumina vergleichen. Bei einer einprotonigen Säure gilt: Braucht man mehr Lauge, als Säure vorgelegt wurde, ist die Säure konzentrierter als die Lauge, sonst verdünnter. Hier: 16,0 mL Lauge für 20,0 mL Säure, also wäre HCl etwas verdünnter als 0,25 mol/L (0,20). Schwefelsäure liefert doppelt so viele Protonen, deshalb nur die Hälfte: 0,10 mol/L.