Die Titration von Zitronensaft oder: Wieviel Zitronensäure ist im

Anleitung
Die Titration von Zitronensaft oder: Wieviel
Zitronensäure ist im Zitronensaft?
Ziele:
-
Das Prinzip der Titration verstehen und auf das Beispiel der Zitronensäure (Zitronensaft)
anwenden können (inkl. Arbeitsblatt)
Verstehen, was der Äquivalenzpunkt bei einer Titration aussagt
Die Stoffmenge (und Masse) eines Stoffes in einer Lösung mittels einer Titration
bestimmen können.
Anhand der zusätzlichen Übung eine Titrationskurve interpretieren können.
Voraussetzungen:
Die Schülerinnen und Schüler kennen die Säure-Base-Theorie (starke
Säure/schwache Säure) und wissen, was der pH Wert ist. Indikatoren sind
bereits behandelt worden. Die Zusammenhänge
Masse/Stoffmenge/Molekulargewicht sind bekannt.
Zeitbedarf Versuch:
ca. 10 min
Skizze:
Materialien:
Chemikalien:
Bürette 25 mL, 2 Magnetrührer, 2 Bechergläser 250 mL, pH-Meter
1 Zitrone, Phenolphthalein-Lösung, 0.1 M NaOH Lösung
Durchführung:
1. Die beiden Bechergläser mit Magnetfisch werden mit 50 mL dest. Wasser gefüllt und mit je 2
Tropfen Phenolphthaleinlösung versetzt.
2. Das pH-Meter wird in Becherglas 1 getaucht (pH ca. 7.5) und zur Demonstration des
Indikators unter Rühren mit ein paar Tropfen 0.1 M NaOH Lösung versetzt. Dabei wechselt
der Indikator nach ein paar Tropfen NaOH-Lösung bereits die Farbe.
3. Ins Becherglas 2 werden nun zusätzlich 25 Tropfen Zitronensaft gegeben und der pH wird
mittels pH-Meter gemessen (pH ca. 3.5)
4. Die Lösung wird nun tropfenweise mit 0.1 M NaOH-Lösung titriert. Dabei soll sowohl das pHMeter als auch die Titrierlösung beobachtet werden
5. Sobald der pH-Sprung oder die Veränderung des Indikators sichtbar wird, wird die Titration
gestoppt. Der Äquivalenzpunkt ist erreicht.
Reaktionsgleichungen:
Zitronensäure:
Auswertung:
Am Äquivalenzpunkt ist die anfangs enthaltene Säure komplett durch die starke Base
deprotoniert worden (n(Protonen der Säure) = n(NaOH)). Da der
Hauptsäurebestandteil im Zitronensaft die Zitronensäure ist, kann diese als
Vereinfachung für die Titration dienen.
Über die Gleichung VNaOH·cNaOH = nNaOH = nHA, der am Äquivalenzpunkt ermittelten
Basenmenge und bekannten Basenkonzentration folgt für das Beispiel der
dreiprotonigen Zitronensäure: nZitronensäure = nNaOH/3
Entsorgung:
Mit einer grösseren Menge Wasser verdünnt durch Abwassersystem.
Bemerkungen: Die einzelnen Äquivalenzpunkte für die Protolysen der unterschiedlichen
Carbonsäuregruppen sind nicht ersichtlich, da deren pK-Werte zu nahe beieinander
liegen.
Als Arbeitsauftrag kann zusätzlich die Titrationskurve von Zitronensäure
aufgezeichnet werden. Wo liegt der Äquivalenzpunkt grafisch?
Autor:
Andri Schütz, [email protected]