Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung: Säure und Basen, Puffer, Titrationskurven

Hinweis: Bitte führen Sie die erforderlichen Berechnungen ausführlich und mit korrekten Ansätzen und Zwischenergebnissen durch.

Aufgabe 1.

Durchführung einer Titration

In der von Ihnen zu lösenden Aufgabe sollen Sie die Konzentration von Natronlauge bestimmen.

An Chemikalien steht Ihnen außer der zu titrierenden NaOH

der Indikator Bromthymolblau und 0,1 mol/l HCl zur Verfügung.

Bromthymolblau hat folgende Eigenschaften:

Im Sauren bis pH = 6,8 ist der Indikator rot bis gelb

Im Neutralen ist der Indikator grün.

Im Alkalischen ab etwa pH= 7,2 ist der Indikator blau.

a)      Fertigen Sie ein kurzes Versuchsprotokoll an.

b)      Bestimmen Sie die Konzentration der gegebenen Lösung in mol/l.

c)      Begründen Sie, weshalb der Indikator Bromthymolblau für diese Titration besonders gut geeignet ist.

d)      Diskutieren Sie mögliche Fehler bei Ihrer Titration.

Aufgabe 2

Ameisensäure-Formiat-Puffer

Versuch 1

Zu 100 ml einer  Lösung, in der die Konzentration von Natriumformiat 0,01 mol/l und die von Ameisensäure 0,02 mol/l  ist, gibt man 10 ml einer  0,02 mol/l  NaOH.

Versuch 2

Zu  100 ml einer Lösung, die HCl enthält und den gleichen pH-Wert hat wie die Lösung von Versuch 1, gibt man gibt ebenfalls man 10 ml einer  0,02 mol/l  NaOH.

a)      Erläutern und begründen Sie, wie man den pH-Wert der Lösung in Versuch 1 berechnet. Gehen Sie besonders auf  vorgenommene Vereinfachungen ein.

b)      Berechne den pH-Wert der Lösung von Versuch 1 vor und nach der Zugabe der NaOH.

c)      Berechne den pH-Wert der Lösung von Versuch 2 nach der Zugabe der NaOH.

d)      Stellen Sie die Wirkungsweise eines Puffers am Beispiel der unterschiedlichen Ergebnisse von b) und c)  auch unter Bezugnahme auf die Aufgabe a) dar.

Aufgabe 3

Auswertung einer Titration

20 ml einer unbekannten Lösung wurden vorgelegt. Diese wurde mit 0,1 mol/l NaOH titriert. Der pH-Wert wurde in Abhängigkeit zur zutitrierten Base gemessen. Folgende Titrationskurve wurde aufgenommen.

a)      Beschreiben Sie den Graphen.

b)      Analysieren und Sie den Verlauf des Graphen. Begründen Sie von dort her, was in der Vorlage gelöst war.

c)      Werten Sie den Graphen quantitativ aus.

Aufgabe 4

pH-Wert Berechnung

Gegeben sind 100 ml einer 0,2 mol/l Ammoniaklösung NH3. Diese wird mit 0,1 mol/l HCl titriert.

Berechnen Sie den pH-Wert der Lösung  nach Zugabe der folgenden Volumina Säure und begründen Sie Ihren Ansatz aus den in der Lösung vorhandenen Teilchen.

Zugegebenes Volumen 0,1 mol/l HCl in ml