Leitfähigkeitstitration

Leitfähigkeitstitration

Erläuterung: Mit einer Leitfähigkeitstitration kann man den Äquivalenzpunkt der Vorlage bestimmen. Da sich die Säure und die Base neutralisieren, ist mit Messung der Leitfähigkeit, die bei unterschiedlichen Ionen in der Lösung unterschiedlich ausfällt, der Äquivalenzpunkt bestimmbar.

Einleitung: Bisher haben wir mehrere Methoden kennengelernt um den Äquivalenzpunkt (neutral) bei einer Titration zu bestimmen. Zum Beispiel die Bestimmung des Äquivalenzpunktes über die Farbe eines zugegebenen Indikators (z.B. Bromthymolblau). Nun werden wir den Äquivalenzpunkt anhand der Leitfähigkeit bestimmen.

Fragestellungen:

a) Berechnen Sie für die einzelnen ,,Titrationsschritte" die Gesamtzahl der im Modellsystem vorliegenden Ionen. (siehe Tabelle unten)
b) Warum nimmt bei der Titration die Stromstärke (Leitfähigkeit) zuerst ab, obwohl sich die Zahl der Ionen in der Lösung nicht ändert?
c) Warum steigt die Stromstärke (Leitfähigkeit) nach dem Äquivalenzpunkt stark an?
d) Berechnen sie aus der Titrationskurve die Konzentratin der Salzsäure. (siehe Zeichnung unten)

Versuchsaufbau (Skizze) :

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Versuchsdurchführung: Wir starten den Versuch, indem wir vorsichtig die Natronlauge (Molarität: 0,1 mol/l) in die in Wasser verdünnter Salzsäure unbekannter Molarität zugeben und mit dem Ampermeter die momentane Leitfähigkeit messen.

Beobachtung: Die Leitfähigkeit sinkt mit Zugabe von NaOH bis zu einem Tiefpunkt (Äquivalenzpunkt). Nach dem Erreichen des Äquivalenzpunktes steigt die Leitfähigkeit wieder an.

Messwerte:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wichtig: Diese Werte sind persönliche Messwerte und können deshalb vom tatsächlichem Wert abweichen!

Phänomene: Die Leitfähigkeit steigt nach dem Erreichen des Äquivalenzpunktes (ca. bei 23,5 ml NaOH-Zugabe) wieder stark an.

Auswertung:

Aufarbeitung der Messwerte (Graphische Darstellung):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Rechnung:

25ml x 0,1 molar = 24ml x x molar 2,5 = 24x

,,X" entspricht ca. 0,1, das heißt die Molarität der Salzsäure beträgt ca. 0,1. Das bedeutet, es sind 0,1 mol HCl-Teilchen pro Liter enthalten.

Abweichungen und Fehlerbetrachtungen: Da diese Ergebnisse, wie oben erwähnt, persönliche Messwerte sind, können sie durch ungenaues Messen und/oder schlechte materielle Voraussetzungen vom tatsächlichem Wert mehr oder weniger stark abweichen. Allerdings liegt der reale Wert der verwendeten Salzsäure tatsächlich bei 0,1 mol/l.

Deutung der Beobachtungen:

Reaktionsschema:

am Anfang: H⁺ (aq) + Cl^- (aq) + H2O

Weg zum Äq-Punkt: H⁺ (aq) + Cl^- (aq) + Na⁺ (aq) + OH^- (aq)

am Äquivalenzpunkt: Na⁺ (aq) + Cl^- (aq) + H₂O

Auf dem Weg vom Anfang der Titration bis zum Äquivalenzpunkt werden H⁺ (aq)- Ionen gegen Na⁺ (aq)- Ionen ausgetauscht. So wird die Säure langsam neutralisiert und die Leitfähigkeit nimmt dabei ab, da Na⁺ - Ionen weniger zur

Leitfähigkeit beitragen als H⁺ - Ionen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Offene Fragen:

a)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

b) Durch den Rückgang der gutleitenden H3O⁺ -Ionen nimmt die Stromstäreke (Leitfähigkeit) erst ab.

c) Die Stromstärke (Leitfähigkeit) steigt nach dem Äquivalenzpunkt stark an, weil die ebenfalls gutleitenden OH^- -Ionen dazukommen.

Die Leitfähigkeit der in diesen zwei Antworten genannten und den zwei anderen Ionen sind in der obenstehenden Tabelle, die neben der Graphik des Versuchsverlaufs zu finden ist, aufgelistet.