{{navi|Säure-Base-Reaktionen|pH-Skala}}== Titration ==Das Ziel einer '''Titration''' ist die Bestimmung der unbekannten [[Konzentration]] einer Lösung, z. B. bei der Kontrolle von Grenzwerten in Lebensmitteln wie [[Trinkwasser]]. In der Schule wird meist das Beispiel der '''Säure-Base-Titration''' (s. u.) vertieft. Weitere wichtige Titrationsmethoden sind:* [[Komplexometrische Titration]]* [[Leitfähigkeitstitration]] (konduktometrische Titration) * [[Redoxtitration]]==Zweck ==[[Bild:Laugenbrezel.jpg|right|200px]]Das Ziel einer '''Säure-Base-Titration''' ist die Bestimmung der unbekannten [[Konzentration ]] einer Lösung ([[Säure ]] oder [[Base]]) mittels Neutralisation mit , z. B. bei der jeweiligen "Gegenlösung".Kontrolle von Grenzwerten:* Wie hoch ist die Konzentration von [[Salzsäure]] im Magensaft?* Wie hoch ist die Konzentration von [[Phosphorsäure]] in Coca [[Cola]]?* Wie hoch ist die Konzentration von [[Natronlauge]], die zur Herstellung von Laugenbrezeln verwendet wird?Also: Säuren mit Basen und Basen mit Säuren neutralisieren.* Welchen [[Säuregrad]] hat ein [[Milch]]produkt?
== Durchführung ==
[[Bild:Titrieren.png|right]]Bei einer Säure-Base-Titration wird einer eine '''kontrollierte [[Neutralisation]]''' durchgeführt:# Eine '''Probelösung (''' P) von unbekannter , also zu bestimmender Konzentration ''c''(cP) mittels einer Bürette eine Maßlösung wird mit einem bestimmten [[Volumen]] ''V''(MP) von bekannter c bis zur Neutralisation zugefügtbereitgestellt, z. B. 100 mL in einem [[Erlenmeyerkolben]].Die # Der Probelösung enthält gleichzeitig kann ein paar Tropfen eines bestimmten Indikatorsgeeigneter [[Indikatoren|Indikator]] hinzugegeben werden, um das Erreichen des Neutralpunktes durch einen charakteristischen Farbumschlag anzuzeigen.<br>Alternativ (z. B. bei Coca Cola) kann mittels [[pH-Meter]] auch der bei einem [[pH-Wert von 7 umschlägt]] verfolgt werden.# Während des Titrierens muss die Säure-Base-Mischung durchgerührt werden, im Idealfall mittels [[Magnetrührer]] und Rührmagnet ("Rührfisch", "Tic Tac").# Die Zugabe der '''Maßlösung''' M bekannter Konzentration ''c''(M) erfolgt schrittweise mittels einer [[Bürette]], bis die Probelösung neutralisiert ist.# Das [[Volumen (V) ]] der verbrauchten Maßlösung lässt sich ''V''(M) wird an der [[Bürette ablesen]] abgelesen.# Die gesuchte Konzentration der Probelösung wird mit folgender Formel ''c''(P) kann nun über die '''Neutralisationsformel''' errechnetwerden:<br />{{Bruch|ist==|Rand=2.2| ZL=|BL=''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''(P)|NL=|ZR= ''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''(M). {{*}}''V''(M) : |BR=<b>────────</b>|NR=''V''(P) '''Ausrüstungsgegenstände für eine Titration'''[[Bild:Titration01.jpg]]}}
== Beispiel ==
Die Konzentration (c) einer [[Salzsäure]] ''[[Stoffmengenkonzentration|c]]''([[HCl]]) ist unbekannt. Wir wollen sie und wird durch Neutralisation mit [[Natronlauge]] (anhand des Farbumschlages von [[NaOHBromthymolblau]]) herausfindenbestimmt. '''Gegeben''':Volumen (V) der Bei 10 mL zugefügter [[SalzsäureNatronlauge]] = 100 mlKonzentration(c) der Maßlösung schlägt die gelbe Farbe des [[NaOH]] = 0,1 mol/l'''Gesucht''': c der [[SalzsäureIndikatoren|Indikators]] '''Vorgehensweise''': Wir fügen der [[HCl]] einige Tropfen des ausgewählten Indikators (Bromthymolblau) hinzu. Mit einher Bürette fügen wir der Probelösung tröpfchenweise NaOH zu und beobachten die leichte Farbänderung des Indikators, woran wir den pH-Wert erkennen können.Bei 9,99 ml zugefügter Natronlauge beträgt der pH-Wert noch vier, doch bei 10,00 ml schlägt er plötzlich über Grün auf sieben Blau um, wobei sich Bromthymolblau grün färbt.Nun, nachdem die Neutralisation vollbracht ist, können wir das V der Maßlösung an der Bürette ablesen.
'''Gegeben:'''* [[Volumen]] der [[Salzsäure]]: ''V''(P) = ''V''([[HCl]]) = 100 mL* Konzentration der Maßlösung: ''c''(M) = ''c''([[NaOH]]) = 0,1 mol/L* Verbrauch an [[Natronlauge]]: ''V''(M) = ''V''([[NaOH]]) = 10 mL'''Gesucht:'''* Konzentration der [[Salzsäure]]: ''c''(P) = ''c''([[HCl]]) = ?'''Lösung:'''* Formel: ''c''([[HCl]]) = ''c''([[NaOH]]) '''·''' ''V''([[NaOH]]) : ''V''([[HCl]])* Einsetzen: ''c''([[HCl]]) = 0,1 mol/L '''·''' 10 mL : 100 mL* Ausrechnen: ''c''([[HCl]]) = 0,01 mol/L* Antwort: Die gesuchte Konzentration der [[Salzsäure]] betragt 0,01 mol/L.[[Bild:WeyTitrationskurve stark.gif|right]]== Titrationskurve ==Um den plötzlichen Wechsel des [[pH-Wert]]s zu veranschaulichen, kann man eine Titrationskurve anlegen. Der Wendepunkt der Kurve wird als '''Äquivalenzpunkt''' bezeichnet. Hier entspricht die [[Stoffmenge]] der Maßlösung der Stoffmenge der Probelösung, sie ist neutralisiert. Allerdings fällt nur bei der Titration einer [[Säurestärke|starken Säure]] mit einer starken Base der Äquivalenzpunkt mit dem Neutralpunkt (pH = 7) zusammen, siehe Bild.* Bei der Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base liegt der Äquivalenzpunkt oberhalb pH 7, [[pH-Wert einer Salzlösung|die Lösung ist noch alkalisch]]. Beispiel: Bei der Titration von [[Essigsäure]] mit Natronlauge erhält man am Äquivalenzpunkt eine Lösung von [[Natriumacetat]], das Acetation ist eine schwache Base.* Bei der Titration einer schwachen Base mit einer starken Säure erhält man eine saure Lösung, der Äquivalenzpunkt liegt unterhalb pH 7.* Bei mehrprotonigen Säuren wie [[Phosphorsäure]] gibt es mehrere Äquivalenzpunkte.
== Übungsaufgaben ==In den Richtlinien für die Verwendung von [[Natronlauge]] beim Backen findet sich folgende Angabe::''„Für Brezellauge und Laugengebäck ist eine Lösung von Natriumhydroxid mit der Dosierung von 40g NaOH in 1 Liter Wasser zugelassen.“'Reaktion'Im Rahmen der Kontrolle einer Bäckerei wurde die für die Herstellung von Laugenbrezeln verwendete Natronlauge im Labor untersucht: Bei der Titration der Lauge (''V'' = 100 mL) unbekannter Konzentration wurden bis zum Neutralisationspunkt 330 mL 0,1-molare Salzsäure benötigt. Berechne für die überprüfte Brezellauge:: a) Konzentration in mol/L sowie in Gramm pro LiterHCl + NaOH : b) pH----> NaCl + H2OWert: c) Bewerte die Dosierung.Die : d) Erläutere, warum für diese Titration [[SalzsäureThymolblau]] und die als Indikator besser geeignet ist als [[NatronlaugeBromthymolblau]] reagieren zu Kochsalz (NaCl) und Wasser (H2O).
'''Titrationskurve'''* [[Brezellauge:Um den plötzlichen Wechsel des pH-Werts zu veranschaulichen, kann man eine Titrationskurve anlegen. Der Wendepunkt der Kurve wird als Äquivalenzpunkt bezeichnet. Hier entspricht die Stoffmenge der Maßlösung der Stoffmenge der Probelösung, sie ist neutralisiert.Lösungen]]
== Experimente ==* [[BildMedia:Titration.pdf|Arbeitsblatt zum Thema {{PAGENAME}}]]{{Ex-ec|259|1|Leitfähigkeitstitration (konduktometrische Titration)}}{{Ex-ch|122|1-6|Praktikum Säure/Base-Titrationen}}{{Ex-ec|222|1-4|Säuren und Basen in Produkten des Alltags}}{{Ex-ec|217|1|Titration von Salzäure mit Natronlauge}}, Titrationskurve stark.gif{{Ex-ec|217|2|Titration von Essigsäure mit Natronlauge}}, Titrationskurve{{Ex-ec|232|1|Titration einer Oxalsäurelösung}}{{Ex-ch09|{{fb|158}}|2|Titration|Titrationskurven}}{{Ex-ch09|{{fb|158}}|3|Titration|[[Leitfähigkeitstitration]]}}
Bei mehrprotonigen Säuren gibt es mehrere Äquivalenzpunkte{{cb|163|120|216}}{{www}}* CSM Deutschland GmbH (Hrsg.): [http://www.meistermarken-ulmerspatz.de/downloads/bbz/Herstellung_Laugengebaeck.pdf Herstellung von Laugengebäcken]* [https://www.youtube.com/watch?v=VjJxwGthoKI Herstellung von Laugengebäck]* [https://www.youtube.com/watch?v=YSAqTdc-Y2g Musik zum Thema: Baby Got Laugengebäck]
[[Kategorie:Chemie heute - Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, ISBN 3-507-10630-2, S. xxx.--]][[BenutzerKategorie:Erdbärchen|ErdbärchenMethoden]] [[Kategorie:ChemieExperiment]]
