Titration von Zitronensaft (Zitronensäure)

Arbeitsblatt
Titration von Zitronensaft (Zitronensäure)
Andri Schütz
Zitronensäure ist der Hauptsäurebestandteil von Zitronensaft (ca. 5–7%). Sie besitzt die
untenstehende Strukturformel.
1. Markieren Sie alle sauren Protonen mit einer speziellen Farbe.
2. Zeichnen Sie die Strukturformel der konjugierten Base.
3. Zitronensäure reagiert insgesamt dreimal mit NaOH (aq). Stellen Sie die drei Reaktionen in
einzelnen Reaktionsgleichungen dar und formulieren Sie danach eine Gesamtreaktion. Sie
dürfen für Zitronensäure die Kurzschreibform H3A verwenden.
pH
4. Unten ist die Titrationskurve von Zitronensäure mit 0.1 M NaOH dargestellt (Wenn wir den
pH Verlauf im Versuch aufgezeichnet hätten, wäre der untenstehende Graph entstanden).
Volumen 0.1 M NaOH [mL]
a.
Überlegen Sie sich anhand des Graphen und des gezeigten Experiments, an welchem
Punkt die Zitronensäure komplett durch NaOH deprotoniert wurde und markieren Sie
diesen Punkt im Graphen. Tragen Sie auf der der richtigen Achse die verbrauchte
Menge an NaOH ein.
b.
Rechnen Sie nun daraus die verwendete Stoffmenge an NaOH aus. Wie gross ist also
die Stoffmenge der neutralisierten Zitronensäureprotonen und der Zitronensäure
selbst (Achtung!)?
c.
Wie gross ist die Masse (in g oder mg) der Zitronensäure in 25 Tropfen? Nebenbei: 1
Tropfen einer Flüssigkeit entspricht ca. 30 µL.
d.
Diskutieren Sie mit Ihrem Nachbarn: Bei einigen zwei und dreiprotonigen Säuren wie
zum Beispiel Schwefelsäure, H2SO4 sieht man bei einer Titration mehrere
Äquivalenzpunkte. Suchen Sie nach Gründen, warum dies bei der Zitronensäure nicht
der Fall ist.
5. Wird eine Titration nur mit einem Indikator (in unserem Experiment Phenolphthalein, pKs
8.4) und ohne pH-Meter durchgeführt, ist dessen Wahl für eine erfolgreiche und exakte
Titration ebenfalls wichtig. Erklären Sie in eigenen Worten weshalb, Methylorange (pKs = 3.6)
eine schlechte Indikator-Wahl für die Titration von Zitronensäure wäre.
6. Mit welcher Säure würden Sie eine unbekannte Base titrieren? Begründen Sie Ihre Antwort.
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Andri Schütz