Wege zur Bestimmung einer Säure

WEGE ZUR BESTIMMUNG EINER SÄURE:

"BESTIMMUNG DES SÄUREGEHALTS IN EINEM HAUSHALTSESSIG"

Bestimmung des Säuregehalts in Haushaltsessig
In den letzten Chemiestunden versuchten wir, anhand von mehreren Möglichkeiten
den Säuregehalt eines Haushaltsessigs zu bestimmen, den wir erhalten
haben.
Der Gehalt dieser Säure lag bei ca. 5% laut Aufschrift auf der Flasche.
Das Thema dieser Unterrichtsreihe lautete:
"Bestimmung des Gehalts von Essigsäure"
Zuerst erklärte uns Frau Steger, was überhaupt eine Säure sei (PH - Wert
unter 7), und wir stellten die Formel für die hier vorliegende Essigsäure
auf.
Sie lautete CH3 - COOH.
Danach klärten wir, was Essig überhaupt sei:
ESSIG IST ZU SAURER WEIN
Anschließend sprachen wir über weitere Säuren, wobei alle Säuren, sobald
sie mit Wasser reagieren H+ Teilchen abspalten.
Dann haben wir Beispiele für weitere Säuren aufgeschrieben:
z.B.
H2SO4 - - - - - - - - - - -> 2H2 a.q. + SO42 -

H2SO3 - - - - - - - - - - -> 2H+ a.q. + SO32 -

Eine Gruppe versuchte den Säuregehalt anhand dieser Formel (CH3 - COOH)
zu bestimmen, was aber zu keinen neuen Erkenntnissen führte.


Danach fingen wir Schritt für Schritt an, den PH - Wert der Säure zu bestimmen.

Diesen PH - Wert bestimmten wir mit unterschiedlichen uns zur Verfügung
stehenden Meßgeräten.


Einerseits hatten wir es mit Lackmuspapier versucht, aber dabei konnten
wir lediglich feststellen, ob es sauer oder alkalisch war.


Blaues Lackmuspapier färbt sich in Säure rot - rosa, wobei bei rotem Lackmuspapier

im Säure kein Reaktion auftritt, es sich aber in alkalischen Lösungen
blau färbt.


Am genauesten waren die PH - Testsreifen, die sich mehrfach verfärben,
da man den PH - Wert in 0.5'er Schritten bestimmen kann.

Der Nachteil war aber, dass es schwer abzulesen war.


Am umgänglichsten war das Universalindikatorpapier.

Hierbei konnte man anhand der Verfärbung den PH - Wert von 1 - 11 bestimmen.




Die PH - Werte gehen von 1 - 14, wobei es sich von 1 - 6 um eine Säure handelt.

7 ist neutral (reines Wasser); ab 8 spricht man von dem alkalischen
Bereich.


Die OH - Teilchen in einer Säure sind immer alkalisch.


Schließlich kamen wir nach einigen erfolglosen Versuchen zu der Erkenntnis,
dass man eine Säure durch eine Lauge neutralisieren kann.


Pro H+ Teilchen wird ein OH - Teilchen zur Neutralisierung verwendet.

Diese reagieren dann zu H2O (Wasser), und haben einen neutralen PH - Wert
von 7.


Diese Neutralisierung wurde anhand der Titration durch eine Bürette
durchgeführt.


In der Bürette befand sich eine Natronlauge mit der Konzentration c=0.2
mol/l.

Diese Methode der Bestimmung ist nur dann möglich, wenn die Konzentration
der Maßlösung bekannt ist.

Die Probelösung beinhaltete 10 ml Essigsäure und 90 ml H2O - Dest und
wurde daher auf 100 ml aufgefüllt.


Bei dieser Probe lag jetzt eine Verdünnung von 1/10 vor.


Wir hatten es uns also zum Ziel gemacht, die Konzentration der Probe
zu berechnen.




In die Probelösung haben wir nacheinander 3 unterschiedliche Indikatoren
eingefüllt.

Bei zwei der drei Indikatoren fand der Farbumschlag erst im alkalischen
Bereich statt.


Wir titrierten jetzt die Natronlauge in der Bürette in die Probelösung
(je 10 ml) bis sie neutralisiert war.

Dies konnte man daran erkennen, dass ein Farbumschlag erfolgt war.




Die Unterschiedlichen Farbumschläge sahen folgender Maßen aus:


Universalindikator : Erst rot - - - - - - - -> dann grün
(übertitriert lila)

Bromthymolblau : Erst rot - - - - - - - -> dann grün - blau

Phenolphthaleinlsg. : Erst durchsichtig - - - - - - - -> dann rot




In vielen Fällen ist es vorgekommen, dass wir den Universalindikator
übertitriert haben.


Zur Neutralisierung brauchten wir im Durchschnitt ca. 3.875 ml Natronlauge.


Danach haben wir die Konzentration der Essiglösung berechnet.

Sie lag bei c=0.0775 mol/l.

Weil wir aber am Anfang eine Verdünnung von 1/10 hatten, mussten wir
schließlich die Konzentration mal 10 nehmen, und kamen dann zu eine
Endergebnis von

c=0.775 mol/l.


Auf dieses Ergebnis kamen wir, nachdem wir folgende Rechnung durchgeführt
haben.


Vmaßlösung = 3.875 ml - -> 0.003875 l

Cmaßlösung = 0.2 mol/l

Vprobe = 10 ml - -> 0.01 l

Cprobe = ???????


Cmaßlösung * VMaßlösung

Cprobe = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

VProbe


Cprobe = 0.0775 mol/l


Zum Schluß benötigten wir dann noch die Konzentration des Essigs.


Wir stellten uns die Frage, wieviel g Essigsäure enthält 1 L Essig ?


m= n*M M= Molmasse Messigsäure
= 2*12+4*1+2*16= 60g/mol

n = Teilchenzahl in mol

m= 0.775 mol * 60 g/mol

= 46.5 g Essigsäure in einen Liter


Weil 1L Essig ca. 1000 g wiegt, konnten wir die Prozentanteile der
reinen Essigsäure berechnen.


46.5 g * 100

W= - - - - - - - - - - - - - - - - -

10000 g



= 4.65 %


Diese Abweichung von ca. 0.35 % ließ sich damit erklären, dass die Konzentration
der Cmaßlösung nicht ganz korrekt war, oder dass der Hersteller den
Wert auf 5 % aufgerundet hatte.

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