Säure-Base-Titration
Die Säure-Base-Titration ist ein quantitatives analytisches Verfahren und beruht auf der Neutralisationsreaktion. Saure Lösungen mit unbekannter Konzentration können mit Basen/Laugen bekannter Konzentration titriert werden (Alkalimetrie). Über den Verbrauch der Lauge mit bekannter Konzentration kann dann die Konzentration der sauren Lösung berechnet werden. Ebenfalls können basische Lösungen unbekannter Konzentration mit Säuren bekannter Konzentration titriert werden (Acidimetrie). Der Versuchsaufbau einer Säure-Base-Titration besteht aus einer bestimmten Menge der Lösung unbekannter Konzentration, meistens in einem Erlenmeyer-Kolben. Diese Lösung wird mit ein paar Tropfen Indikatorlösung versetzt. Über eine Bürette wird tropfenweise die Lösung mit der bekannten Konzentration hinzugegeben. Während der Titration wird der pH-Wert der Lösung in dem Erlenmeyerkolben gegen die zugegebene Menge der Lösung mit bekannter Konzentration dokumentiert. Diese Dokumentation wird als Titrationskurve bezeichnet. Der pH-Wert der Lösung kann mit einem pH-Messgerät gemessen werden.
Wir betrachten die Titration einer Salzsäurelösung (HCl) unbekannter Konzentration mit einer Natriumhydroxid-Lösung (NaOH) bekannter Konzentration. Als Indikator wird Bromthymolblau verwendet und dient zur Dokumentation des Äquivalenzpunktes.
In Abbildung 27 ist die Titrationskurve dieser Säure-Base-Titration gezeigt. Man startet mit der Dokumentation des pH-Wertes der Säurelösung bei 0 ml zugesetzter NaOH-Lösung. An dem niedrigen pH-Wert erkennt man, dass es sich um eine starke Säure handelt. Die Zugabe der Lauge erfolgt nun in 1-ml-Schritten. Die in der tröpfchenweise zugegebenen Natriumhydroxid-Lösung enthaltenen Hydroxidionen reagieren sehr schnell und vollständig mit Oxoniumionen aus der Salzsäure. Das Gleichgewicht in Abbildung 28 liegt stark rechts.
Man erkennt in der Titrationskurve sogar nach 8 ml NaOH-Zugabe noch keinen deutlichen pH-Anstieg. Für diesen Bereich gilt: [H3O+] > [OH-]. Erst nach 10 ml NaOH-Zugabe wird der sogenannte pH-Sprung dokumentiert, der den Übergang aus dem sauren Bereich in den basischen Bereich darstellt. Nach diesem pH-Sprung gilt: [H3O+] < [OH-]. Der in der Abbildung eingetragene Neutralpunkt liegt immer bei pH = 7. An dem Punkt gilt: [H3O+] = [OH-]. Der Äquivalenzpunkt fällt bei dieser Titration mit dem Neutralpunkt zusammen. Dies ist nicht immer so. Der Äquivalenzpunkt ist der Mittelpunkt zwischen den beiden Tangenten (rote Striche in der Abb. 27). An dem Punkt liegen nur die Gegenionen der betrachteten Säure und Base vor, hier also nur Cl- und Na+. In diesem Fall liegt somit nur eine Natriumchlorid-Lösung vor. Alle Oxoniumionen haben mit den zugegebenen Hydroxidionen zu Wasser reagiert.
Merke
Merke: Säure-Base-Titrationen sind quantitative analytische Verfahren. Aufgrund des experimentell bestimmbaren Äquivalenzpunktes (Farbumschlag eines Indikators oder Wendepunkt auf einer Titrationskurve) kann der Säure- bzw. Basenanteil der titrierten Lösung rechnerisch ermittelt werden.
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