Säure-Base-Titration

Zweck

Das Ziel einer Säure-Base-Titration ist die Bestimmung der unbekannten Konzentration einer Lösung (Säure oder Base), z. B. bei der 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?
• Welchen Säuregrad hat ein Milchprodukt?

Durchführung

Bei einer Säure-Base-Titration wird eine kontrollierte Neutralisation durchgeführt: Eine Probelösung von unbekannter, also zu bestimmender Konzentration c(P) wird mit einem bestimmten Volumen V(P) bereitgestellt, z. B. 100 mL in einem Erlenmeyerkolben. Die Zugabe der Maßlösung bekannter Konzentration c(M) erfolgt schrittweise mittels einer Bürette, bis die Probelösung neutralisiert ist. Der Probelösung kann ein geeigneter Indikator hinzugegeben werden, um das Erreichen des Neutralpunktes durch einen charakteristischen Farbumschlag anzuzeigen. Alternativ (z. B. bei Coca Cola) kann mittels pH-Meter auch der pH-Wert verfolgt werden. Während des Titrierens muss die Säure-Base-Mischung gut durchgerührt werden, im Idealfall mittels Magnetrührer und Rührmagnet ("Rührfisch", "Tic Tac"). Das Volumen der verbrauchten Maßlösung V(M) wird an der Bürette abgelesen. Die gesuchte Konzentration der Probelösung c(P) wird mit folgender Formel errechnet: c(P) = c(M) · V(M) : V(P).

Beispiel

Die Konzentration einer Salzsäure c(HCl) ist unbekannt und wird durch Neutralisation mit Natronlauge anhand des Farbumschlages von Bromthymolblau bestimmt. Bei 9,9 ml zugefügter Natronlauge beträgt der pH-Wert noch vier, doch bei 10,00 ml schlägt er auf sieben um, wobei sich Bromthymolblau grün färbt.

Gesucht:

• Konzentration der Salzsäure: c(HCl) = ?

Gegeben:

• Volumen der Salzsäure: V(HCl) = 100 ml
• Konzentration der Maßlösung: c(NaOH) = 0,1 mol/l
• Verbrauch an Natronlauge: V(NaOH)

Wir fügen der Säure einige Tropfen hinzu und beobachten die leichte Farbänderung des Indikators bei Zugabe der Natronlauge.

Nun, nachdem die Neutralisation vollbracht ist, können wir das V der Maßlösung an der Bürette ablesen.

Reaktion: HCl + NaOH ----> NaCl + H2O Die Salzsäure und die Natronlauge reagieren zu Kochsalz (NaCl) und Wasser (H2O).

Titrationskurve: 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.

Bei mehrprotonigen Säuren gibt es mehrere Äquivalenzpunkte.

Chemie heute - Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, ISBN 3-507-10630-2, S. xxx. --Erdbärchen