pH-Wert / Titration

[nobody]

Hallo zusammen!

Ich habe eine Aufgabe mit Lösungen, kann diese jedoch nicht nachvollziehen:

Sie titrieren 100ml einer 0,01N Essigsäure mit einer 1N Natronlauge

a)pH-Wert nach Zugabe von 0,5 Äquivalenten Natronlauge
b)pH-Wert nach Zugabe von 1 Äquivalent Natronlauge

als Lösung habe ich

a)pH = pKs = 4,75
b) pH = 8,375

Ich wäre sehr dankbar für den Rechenweg. Er ist ja wohl nicht kompliziert...

Danke

[Marvek]

zu a:)

Nach zugabe von 0,5 Äquivalenten Natronlauge, was hier 0,5 ml wären, wurden 50% der Essigsäure zu Acetationen umgesetzt.

Wir haben also einen Essigsäure/Acetat Puffer. Der ph Wert des Puffers lässt sich nach der Henderson-Hasselbalch-Gleichung berechnen:

pH = pKs+log(c[Salz]/c[Säure])

c[Salz] ist hier die Konzentration der CH3COO- (Acetationen).
c[Säure] ist hier die Konzentration der Essigsäure.

Da wir 50% der Essigsäure zu Acetat umgesetzt haben gilt:

c[Salz] = c[Säure] , also ist der Logarithmand = 1 (Zähler gleich Nenner ergibt gekürzt 1)

log(1)=0

also bleibt pH = pKs + 0

das pKs bezieht sich auf die Essigsäure, die hat einen pKs Wert von 4,75 (manche Literatur-werte auch 4,76)

pH=pKs=4,75

pH=4,75

;)

[nobody]

Vielen Dank erst mal mein Beitrag!

Das mit dem log(1)=0 habe ich mir gedacht, nur muss die Formel nicht:

und wie komme ich auf die Konzentrationen?
Wie ist die Konzentration der Essigsäure, da ich ja mehrere H's habe?
Ist 0,01 N = 0,01/4M?



Oder sieht man gleich das die Hälfte der Acetationen neutralisiert wurden?

[Marvek]

so, nun zu b)

Nach Zugabe von 1 Äquivalent Natronlauge, also hier 1 ml, haben wir die ganze Essigsäure zu Acetat umgesetzt. Es handelt sich nun um eine Reine Natriumacetatlösung.

Diese enthält 0,001 mol / 0,101 l Natriumacetat (100ml 0,01N Essigsäure plus 1ml 1N Natronlauge). Was 0,0099099 ... mol/l Natriumacetatlösung entspricht. Volumenänderung durch die Natronlauge vernachlässigt man normalerweise bei so etwa, also 0,01 mol/l Natriumacetatlösung.

Der pKs von Essigsäure ist 4,75 (wie bei a)) und die der pKb Wert der korresponiderenden Base (hier Acetat) ist 14-pKs also 14-4,75 = 9,25

Acetat ist eine Base also rechnen wir erstmal den pOH Wert aus nach folgender Nährungsformel:

pOH = 0,5*(pKb - log(c(Acetat)) )

Werte eingesetzt:

pOH = 0,5*(9,25 - -2) = 5,625

nun ist pH = 14 - pOH = 14 - 5,625

pH = 8,375

;)

[FK]

Originalnachricht erstellt von blinkfan182
Wie ist die Konzentration der Essigsäure, da ich ja mehrere H's habe?


Erstmal willkommen im Forum!

Wie meinst Du das mit den mehreren H's?

Oder sieht man gleich das die Hälfte der Acetationen neutralisiert wurden?
Der erste Teil der Aufgabe lautete doch: "Nach Zugabe von 0,5 Äquivalenten Natronlauge". Steht also da.

Außerdem wird die Essigsäure und nicht die Acetationen neutralisiert.

Gruß,
Franz

[Marvek]

Originalnachricht erstellt von blinkfan182
Vielen Dank erst mal mein Beitrag!

Das mit dem log(1)=0 habe ich mir gedacht, nur muss die Formel nicht:

und wie komme ich auf die Konzentrationen?
Wie ist die Konzentration der Essigsäure, da ich ja mehrere H's habe?
Ist 0,01 N = 0,01/4M?



Oder sieht man gleich das die Hälfte der Acetationen neutralisiert wurden?

Essigsäure CH3COOH.

Diese Säure ist eine schwache organische EINPROTONIGE Säure, und gibt also nur ein H ab, und wird zu CH3COO- ! Die anderen 3 Wasserstoffatome, die am Kohlenstoff gebunden sind, werden NICHT abgespalten (Die Hs am C sind sehr viel stärker am C gebunden als das H am O ;) ), also ist eine ein-normale Essigsäure gleich eine ein-molare. 0,01N = 0,01 mol/l für Essigsäure.

Da im Text steht, dass 0,5 Äquivalente zugegeben wurden, sieht man sofort, dass die Hälfte der Essigsäure zu Acetat umgesetzt wurde.

[nobody]

Das mit dem Äquivalenten und das die Hälfte der Essigsäure umgesetzt wurde verstehe ich nicht! Hier mein Gedanke:

Ich gebe 0,5ml Natronlauge dazu:
mit n = c*V ist

n_Essig = 0,01M * 0,1l = 0,001 mol
n_Acetat = 1M * 0,005l = 0,005 mol

Daraus ergibt sich:
c_ges = n/V

c_ges_essig = 0,001/0,105
c_ges_acetat = 0,005/0,105

Die Werte der Konzentrationen sind bei mir also unterschiedlich!

Wo ist der Fehler?

[nobody]

Oder ist es so?

Nach Hinzugabe von 0,5 Äquivalenten ist immer die Hälfte des ersten Stoffes "verbraucht". Die 5ml ergeben sich dadurch, dass die Natronlauge einprotonig ist.

[Zek]

Hmmm,

Natronlauge hat überhaupt keine, ich wiederhohle keine Protonen. Sie ist durch und durch basisch.
Natronlauge bzw. das OH- Ion wird hier von der Essigsäure protoniert. Es entsteht Wasser.
Marvek hat dir das alles formalmäßig bereits vorgerechnet, aber mir scheint, als würdest du die Chemie die da abgeht nicht ganz verstehen.

Essigsäure H3CCOOH ist eine schwache Säure. Sie dissoziiert nur geringfügig in Protonen und Acetationen, ansonsten löst sie sich größtenteils in ihrer molekularen Form.

gibt man nur Lauge hinzu reagiert auch die undissoziierte Säure unter abgabe eines Protons an die Lauge. Säure- Base reaktion nach Brönstedt...

Mal abgesehen davon ist deine zweite Aussage eigentlich richtig. Die Hälfte der Essigsäure wird verbraucht bzw. reagiert mir der Natronlauge. So entsteht ja gerade erst das Puffersystem, das Marvek angesprochen hat.

[nobody]

ok, ok mein fehler. Bin jetzt selbst durcheinander. Das einzige was ich wissen will ist eigentlich wieso:

c[Salz]/c[Säure] bei a) gleich 1 ist. Ich sehe nicht, dass 50% der Essigsäure umgesetzt wurde.
Meine Rechnung oben mit den Konzentratiohnen ist ja offentsichtlich falsch.

[FK]

Originalnachricht erstellt von blinkfan182
Oder ist es so?

Nach Hinzugabe von 0,5 Äquivalenten ist immer die Hälfte des ersten Stoffes "verbraucht". Die 5ml ergeben sich dadurch, dass die Natronlauge einprotonig ist.

"Einprotonig" verwendet man nur bei Säuren.

1 mol NaOH enthält ein mol Hydroxidionen und ist somit 1 mol Essigsäure äquivalent.

Gruß,
Franz

[nobody]

So ich glaube ich habe das was ich wissen will:

Für die Konzentrationen ergibt sich im Fall der Neutralisation (nur noch Natriumacetat ist vorhanden)

V1 * c1 = c2 * V2
=> 0,1l * 0,01N = 1N * V2
<=> 0,001l = V2 = 1ml

Um die Neutralisation zu bewirken brauche ich 1ml (Aufgabe b). Bei Zugabe der Hälfte des Volumens sind die Konzentrationen der Essigsäure und des Natriumacetats folglich 1:1 (bei Aufgabe a))

Vielen Dank trotzdem an alle die sich die Mühe gemacht haben. Das war der Punkt den ich nicht verstanden hatte.

Das mit der Säure und den Basen und mit den Protonen war ein Fehler meinerseits. Ist ja auch alles logisch.

[FK]

Originalnachricht erstellt von blinkfan182
Um die Neutralisation zu bewirken brauche ich 1ml (Aufgabe b). Bei Zugabe der Hälfte des Volumens sind die Konzentrationen der Essigsäure und des Natriumacetats folglich 1:1 (bei Aufgabe a))


:up:

Gruß,
Franz