Transcript Titrimetrisk bestämning av halten fosforsyra i läskedryck

1
Titrimetrisk bestämning av halten fosforsyra i läskedryck

Läskedrycker innehåller vanligen olika syror, som t.ex. kolsyra, citronsyra, äppelsyra,
bensoesyra, vinsyra och fosforsyra. De har som uppgift att fungera som s.k. pH-regulatorer. Rätt pH förbättrar produktens hållbarhet, struktur och smak. I coladrycker (t.ex.
Pepsi eller Coca-Cola) är det främst fosforsyra som ger upphov till den syrliga smaken.

I den här analysen bestäms mängden fosforsyra, H3PO4, i en coladryck genom att låta
fosforsyran reagera med natriumhydroxid (syra-basreaktion). Analysen utförs som en
s.k. potentiometrisk titrering. Man tillsätter bestämda volymer NaOH-lösning till coladrycken, t.ex. 1,0 cm3 per gång och antecknar pH-värdet efter varje tillsats.
På basen av mätvärdena kan man sedan i ett diagram rita upp en titrerkurva, med pH
som funktion av volymen tillsatt NaOH. Volymen natriumhydroxid som behövdes för att
reagera all fosforsyra bestäms från titrerkurvans ekvivalenspunkt.
Ex. på titrerkurva vid
titrering av H3PO4 med
NaOH.

Vid potentiometriska titreringar behövs således ingen indikator tillsättas för att ange
titreringens ekvivalenspunkt, eftersom elektroden kontinuerligt registrerar förändringarna i provlösningens koncentration. Det här är en stor fördel t.ex. vid titrering av
(mycket) svaga syror eller baser, eftersom en visuell indikering av indikatorns exakta
omslagspunkt är svår på grund av att indikatorn i sådana fall ändrar färg inom ett relativt
brett pH-intervall. Genom potentiometrisk indikering av ekvivalenspunkten erhåller man
en större noggrannhet i analysarbetet.
Teoribakgrund: Kemisten 1 (Söderströms) sid. 77-81, 113-114, 117. Kemisten 3 sid. 13, 22, 28-31.
Kemisten 5 sid. 61-62, 64-65, 69-73.
2
Utrustning
dekanterglas, 100 cm3
mätglas, 50 cm3
sugflaska, 250 eller 500 cm3
gummipropp
vattenstrålpump
pH-mätare
pipett, 25,0 cm3
peleusboll
byrett
byretthållare
stativ
liten tratt
magnetomrörare
magnetstav
Kemikalier
Natriumhydroxid, NaOH, 0,02 mol/dm3 (noggrannare koncentration på flaskan)
Provlösning (Coca-Cola, Pepsi eller motsv.)
Buffertlösningar för kalibrering av pH-mätare
Säkerhet
Natriumhydroxidlösningen svagt frätande.
Provberedning

Läskedrycksprovet (Coca-Cola eller Pepsi) som skall analyseras med avseende på H 3PO4
kan inte analyseras direkt som sådant, utan en viss förbehandling är nödvändig. T.ex. den
bornerande kolsyran kan förorsaka problem vid pipettering och andra noggranna volymmätningar. Dessutom bör kolsyran vara avlägsnad innan syra-bastitreringen av fosforsyran inleds.
Utförande:


Före provbehandlingen inleds bestäms provlösningens pH-värde med en kalibrerad pHmätare. Resultatet antecknas och bör ingå i rapporten.
För att avlägsna kolsyran ur provlösningen överförs ca 50 cm3 av läskedrycken till en
sugflaska. En magnet tillfogas, varefter flaskan sluts ordentligt med en gummipropp.
Med vattensug, under kraftig magnetomrörning, sugs koldioxiden bort ur lösningen
(får vara påkopplat ca 10 min).
3
Syra-bastitrering av fosforsyra med natriumhydroxid (utförd som en
potentiometrisk titrering)
Utförande:

Ställ i ordning mätutrustningen:
- Fyll byretten med 0,02 mol/dm3 NaOH-lösning.
- Placera ett 100 cm3 dekanterglas på en magnetomrörare. Sätt i en magnetstav.
- Sätt fast pH-elektroden i en klämmare, som skruvas fast i ett stativ (alternativt kan en
elektrodhållare användas).

Pipettera exakt 25,0 cm3 av provlösningen i mätkärlet (dekanterglaset). Sänk försiktigt
ned pH-elektroden i provlösningen. Magnetstaven får inte röra vid elektroden. Starta
magnetomröraren och inställ en lämplig rotationshastighet.

Anteckna lösningens pH-värde före titreringen börjar. Titrera provlösningen genom
att tillsätta 1,0 cm3 NaOH-lösning per gång. Avläs lösningens pH efter varje tillsats.
Anteckna i tabellform avläst pH-värde mot tillsatt volym NaOH-lösning. Fortsätt
titreringen till ca pH 10.

Efter avslutad titrering tvättas elektroden omsorgsfullt med dest. vatten. Stäng av pHmätaren och magnetomröraren.

Upprita titrerkurvan (uppmätt pH som funktion av tillförd volym NaOH) på mm-papper
eller använd ett kalkylprogram, t.ex. Excel. En noggrannare skalindelning (större diagram)
ger bättre noggrannhet. Ange den första ekvivalenspunkten med ett kryss på titrerkurvans första språng (endast två av totalt tre språng syns på denna titrerkurva). Avläs
utgående från denna ekvivalenspunkt volymen natriumhydroxid som åtgått för att titrera
fosforsyran.
Rapportering
1. Läskedryckens pH.
2. Titrerkurva.
3. Fosforsyra är en trevärd syra, som således protolyseras i tre steg. Skriv upp reaktionsformlerna för neutralisationstitrering av H3PO4 med NaOH som: a) envärd b) tvåvärd
c) trevärd syra.
4. Beräkna koncentrationen fosforsyra i läskedrycken som mol/dm3 och mg/dm3. Bifoga
beräkningarna.