Durchführung einer Säure-Base-Titration

Geräte:
Bürette, Erlenmeyerkolben, Stativ

Chemikalien:
eine Säure bzw. Base unbekannter Konzentration, eine Säure bzw. Base bekannter Konzentration, dest. Wasser, Indikator

Wahl des Indikators:
Diese Wahl hängt davon ab, ob eine starke Säure mit einer schwachen Base titriert wird oder andersrum. Je nachdem liegt der Äquivalenzpunkt im leicht basischen oder sauren. Als grobe Richtlinie kann man sagen:
--> starke Säure + schwache Base --> Methylrot 4,4-6,2 (rot-gelborange)
--> schwache Säure + starke Base --> Phenolphthalein 8,2-9,8 (farblos-rotviolett)
--> starke Säure + starke Base --> Bromothymalblau 6,0-7,6 (gelb-blau)

Hinweis:
Ich habe eine 1mol/l Natriumhydroxidlösung genommen, Ausgangssubstanz war dabei Titrisol® von Merck. Als zu titrierende Lösung nahm ich eine 25%-ige Salzsäurelösung bei der die Ausgangslösung 30-33%-ig war und ich somit die genaue Konzentration der verdünnten Lösung ermitteln wollte.

Durchführung:
Man gibt in einen Erlenmeyerkolben 10ml der Lösung mit der unbekannten Konzentration und stellt diesen auf einen weißen Untergrund (Papier, weiße Fließe,…). Man verdünnt die 10ml nochmals mit etwas dest. Wasser. Darüber befestigt man eine Bürette in einem Stativ und befüllt diese mit der Lösung bekannter Konzentration, dabei ist darauf zu achten das die Miniskusunterkante am Nullpunkt bündig ist. In den Erlenmeyerkolben werden noch 3-4 Tropfen Indikatorlösung gegeben.
Ich habe eine Unitestlösung verwendet, welche bei pH 7 von rot in das grüne umschlägt und dann in das blaue.
Man lässt zunächst unter Schwenken des Erlenmeyerkolbens langsam Maßlösung zulaufen, sobald man an der Eintropfstelle eine Farbveränderung sieht lässt man nur noch Tropfenweise zu tropfen. Sobald die Farbe in das grüne umschlägt dreht man den Hahn zu und liest die verbrauchte Menge an Maßlösung an der Bürette ab. Dies waren bei mir 69,2 ml.

Berechnung der Konzentration:
c(Säure) = c(Base) x V(Base) / V(Säure)

c(Säure) = c(1mol/l) x V(69,2 ml) / V(10ml)

c(Säure) = 6,96 mol/l

Die Stoffmengenkonzentration der Säure ist also 6,92 mol/l (24,54%).


Entsorgung:
Kann über den Abfluss entsorgt werden.

Erklärung:
Beispiel einer Neutralisationsreaktion anhand von Salzsäure mit Natronlauge:
NaOH + HCl --> NaCl + H2O
OH^- + H⁺ --> H₂O

Der Indikator dient um anzuzeigen wann die Neutralisation zu Ende ist und ein Gleichgewicht zwischen Hydronium- u. Hydroxidionen vorliegt.

Funktionsprinzip von Phenolphthalein:
Im pH-Bereich bis etwa 7,5 liegt es in seiner farblosen, ungeladenen Grundform vor (A in der Zeichnung). In stärker basischer Lösung werden die Protonen an den beiden Hydroxylgruppen abgespalten (B1 in der Zeichnung)). In einer resultierenden mesomeren Grenzstruktur ist ein chinoides System als Chromophor vorhanden (B2 in der Zeichnung). Das ist die farbige Struktur des Indikators. In sehr stark basischer Umgebung lagert sich am zentralen Kohlenstoffatom eine OH-Gruppe an, wodurch das Erreichen der Chromophorstruktur unmöglich wird (C in der Zeichnung).


(Quelle: Wikipedia)

Bilder:

Miniskus am Nullpunkt mit Schellbachstreifen als Hilfsmittel.


Vor der Titration, man erkennt das im Erlenmeyerkolben eine Säure vorhanden ist.


Nach der Titration, leider konnte ich pH 7 nicht genau erreichen, es war ein Tropfen zu viel Natronlauge, in so einem Fall wäre eine Rücktitration angebracht.