Zuur base titratie [email protected] Zuur base titratie Stap 1: noteer de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Zuur Zuur 1 Zuur 2 base Base.

download report

Transcript Zuur base titratie [email protected] Zuur base titratie Stap 1: noteer de aanwezige deeltjes en bepaal of het zuren of basen zijn Zuur Zuur 1 Zuur 2 base Base.

0
Zuur base titratie
10
20
30
40
50
[email protected]
1
Zuur base titratie
Stap 1: noteer de aanwezige deeltjes en
bepaal of het zuren of basen zijn
Zuur
Zuur 1
Zuur 2
base
Base 1
Base 2
Stap 2: bepaal het sterkste zuur en sterkste base
Stap 3: maak de reactievergelijking kloppend
[email protected]
2
Zuur base titratie
Stap 4: Bepaal hoeveel van de titrant nodig is
geweest in L*mol/L = mol
Stap 5: Bereken hoeveel van de te titreren stof
aanwezig was in je monster dat getitreerd is
Stap 6: Bepaal eventuele verdunningsfactoren
en verwerk deze in de uiteindelijke berekening
monster
[email protected]
3
Zuur base titratie
Bv: titreren van X M natronloog
met 0,11 M zoutzuur
Stap 1+2:
Zuur
H3O+
H2O
base
OHH2O
Stap 3:
H3O+ + OH-  2 H2O
[email protected]
4
Zuur base titratie
Bv: titreren van X M natronloog
met 0,11 M zoutzuur
Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 16,50 mL
0,11 M zoutzuur gebruikt. Het monster was
25,00 mL natronloog.
16,5*10-3 * 0,11 = 1,815*10-3 mol H3O+
Stap 5: 1,815*10-3 mol H3O+
 1,815*10-3 mol OHStap 6: niet verdund 1,815*10-3 mol OH- in
25mL  [OH-] = 7,26*10-2 M
[email protected]
5
Zuur base titratie
Bv: Bereken hoeveel gram NaOH/L opgelost
is in de oplossing van X M natronloog m.b.v.
titratie met 0,051 M zoutzuur
Bij de bepaling is uit de 100 mL oplossing die
ter beschikking was 20,00 mL in een
erlenmeyer gepipetteerd. Vervolgens is dit
met demiwater aangevuld tot 40,00 mL.
Hierna is mbv 0,051 M zoutzuur een titratie
uitgevoerd. Tot aan het equivalentiepunt
was 15,3 mL 0,051 M zoutzuur nodig.
[email protected]
6
Zuur base titratie
Bv: Bereken hoeveel gram NaOH/L opgelost
is in de oplossing van X M natronloog m.b.v.
titratie met 0,051 M zoutzuur
Stap 1-3 zie vorig voorbeeld
Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 15,30 mL
0,051 M zoutzuur gebruikt.
15,3*10-3 * 0,05 = 7,803*10-4 mol H3O+
Stap 5: 7,803*10-4 mol H3O+
 7,803*10-4 mol [email protected]
7
Zuur base titratie
Stap 6: niet verdund
(het toevoegen van demiwater veranderd
niets aan de hoeveelheid OH- die in het
monster aanwezig is)
7,803*10-4 mol OH- in 20,00 mL
3,9*10-2 mol OH- in 1,00 L
 3,9*10-2 mol NaOH = 1,56 g NaOH/L
[email protected]
8
Zuur base titratie
In de voorraadkast staat een een 10L fles zoutzuur-oplossing
met onbekende molariteit. Dit kan worden gecontroleerd mbv
een Z/B-titratie met 0,100 M natronloog. Uit de fles wordt
50,00 mL overgebracht in een maatkolf en met demiwater
aangevuld tot 100,00 mL. Hiervan wordt 25,00 mL in een
erlenmeyer gepipetteerd en met 0,100 M natronloog
getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is nodig
11,35 mL 0,100 M natronloog.
Bereken:
a) bereken de molariteit van de zoutzuur-oplossing
b) Bereken hoeveel gram zoutzuur in de fles opgelost
is
[email protected]
9
Zuur base titratie: zoutzuur
Stap 1+2:
Zuur
base
H 3O +
H2O
OHH2O
Stap 3: H3O+ + OH-  2 H2O
Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11,35 mL
0,100 M natronloog gebruikt.
11,35*10-3 * 0,100 = 1,135*10-4 mol [email protected]
10
Zuur base titratie: zoutzuur
Stap 5: 1,135*10-4 mol OH 1,135*10-4 mol H3O+ (verdund)
Stap 6: 50 mL  verdund tot 100 mL
 2*1,135*10-4 mol = 2,27*10-4 mol H3O+
= 2,27*10-4 mol HCl/25 mL (onverdund)
 [ ] = 0,00908 M (onverdund)
 a) 9,08*10-3 M HCl
[email protected]
11
Zuur base titratie: zoutzuur
b: [ ] = 0,00908 M (onverdund)
 In 10 L = 0,0908 mol HCl
 0,0908 * 36,45 = 3, 310 g HCl
c: bereken de pH van de oplossing in de fles
[ ] = 0,00908 M (onverdund)
 pH = -log(0,00908) = 2,04
[email protected]
12
Zuur base titratie: azijn
In een azijnzuur-oplossing zou ca. 6 g/L CH3COOH aanwezig
moeten zijn. Dit kan worden gecontroleerd mbv een Z/Btitratie met 0,100 M natronloog. Uit een fles azijn wordt
100,00 mL overgebracht in een 250 mL maatkolf en met
demiwater aangevuld tot 250,00 mL. Hiervan wordt 25,00
mL in een erlenmeyer gepipetteerd en met 0,100 M
natronloog getitreerd tot aan het equivalentiepunt. Hiervoor is
nodig 11,35 mL 0,100 M natronloog
Bereken:
a) hoeveel gram azijn in 1,0 L van de oplossing
aanwezig was.
b) De molariteit van de azijnzuur-oplossing
[email protected]
13
Stap 1+2:
Zuur
Zuur base titratie
Azijn
base
CH3COOH OHH2O
H2O
Stap 3: CH3COOH + OH-  CH3COO- + H2O
Stap 4: tot aan equivalentiepunt is 11,35 mL
0,100 M natronloog gebruikt.
11,35*10-3 * 0,100 = 1,135*10-4 mol [email protected]
14
Zuur base titratie
Azijn
Stap 5: 1,135*10-4 mol OH 1,135*10-4 mol CH3COOH
Stap 6: 100 mL  verdund tot 250 mL  2,5*
1,135*10-4 mol = 0,00681 g CH3COOH/25 mL
0,2724 g CH3COOH/L (2,5* verdund)
 a) 6,81*10-2 g CH3COOH/L
b) 1,13*10-2 M CH3COOH
[email protected]
15
Zuur base titratie
Azijn
c: Bereken de pH van deze azijn-oplossing
Kz = [H3O+]2/([Hac]0 – [H3O+])
1,8*10-5 = [H3O+]2/(1,13*10-2 – [H3O+])
Y1 = 1,8*10-5
+] =

X
=
[H
O
3
Y2 = [x]2/(1,13*10-2 – x)
4,42*10-4 M
 pH = 3,55
[email protected]
16
Zuur base titratie: Azijn
d: Bereken de pH van deze oplossing in het
equivalentiepunt
Kb = [OH-]2/([Ac-]0 – [OH-])
5,56*10-10 = [OH-]2/(1,13*10-2 – [OH-])
Y1 = 5,56*10-10
-] =

X
=
[OH
Y2 = [x]2/(1,13*10-2 – x)
2,51*10-6 M
 pOH = 5,6  pH = 14 - 5,6 = 8,4
[email protected]
17
Zuur base titratie
Ammoniak
In een ammoniak-oplossing die door fabrikant X op de markt wordt
gebracht moet ca 5% NH3 aanwezig zijn. Een consumentenbond
vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een monster van 25,00
mL genomen en met demiwater aangevuld tot 100,00 mL. Van dit
monster wordt 10 mL genomen en getitreerd met 0,100 M HCl. De
pH wordt gemeten waarvan een titratiecurve gemaakt wordt.
Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,100 M HCl nodig
1. Wat is het ammoniakgehalte in de oplossing van fabrikant X
2. Leg uit welke indicator geschikt is voor deze titratie
[email protected]
18
Zuur base titratie
Ammoniak
25,00 mL  100,00 mL (4* verdund)  10 mL
x mol
x mol
0,1x mol
yM
0,25Y M
0,25 Y M
Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,100 M HCl nodig
NH3 + H3O+  NH4+ + H2O
12,5*10-3 L * 0,100 M = 12,5*10-4 H3O+ = 12,5*10-4 mol NH3
Dit zit in 10 mL  12,5*10-2 M NH3 (4* verdund)
 Oorspronkelijk 6,00*10-1 M NH3
Indicator: zwakke base + sterk zuur  pHeq.punt < 7  methyloranje
[email protected]
19
Zuur base titratie: (COOH)2
In een oxaalzuur-oplossing die door fabrikant Y op de markt wordt
gebracht moet ca 5% oxaalzuur aanwezig zijn. Een
consumentenbond vraagt ons lab dat te controleren. Er wordt een
monster van 5,00 mL genomen en met demiwater aangevuld tot
100,00 mL. Van dit monster wordt 20 mL genomen en getitreerd
met 0,105 M NaOH. De pH wordt continu gemeten waarvan een
titratiecurve gemaakt wordt.
Tot aan het equivalentiepunt is 12,5 mL 0,105 M NaOH nodig
1. Welke indicator is geschikt voor deze titratie ?
2. Wat is [(COOH)2] in de oplossing van fabrikant Y.
3. Voldoet de oplossing aan de gestelde eis van 5 m% ?
[email protected]
20
Zuur base titratie: (COOH)2
1. Welke indicator is geschikt voor deze titratie ?
Tweewaardig zuur  2 eq. pntn mogelijk
Eq.pnt 1: (COOH)2 + OH-  HOOCCOO- + H2O
Kz (COOH)2 = 5,0*10-2 en Kz (HOOCCOO-) = 6,5*10-5
 Omslag tussen 1,5 en 4  dimethylgeel
Eq.pnt 2: HOOCCOO- + OH-  (COO-)2 + H2O
Eq.pnt ongeveer 8 - 9
 indicator FFT of BTB
[email protected]
21
Zuur base titratie: (COOH)2
(COOH)2 + 2 OH-  (COO-)2 + 2 H2O
Monster  100,00 mL  20 mL
5,00 mL
x mol
x mol
x/5 mol
Y mol/L
Y/20 mol/L Y/20 mol/L
12,5*10-3 * 0,105 = 1,31*10-3 mol NaOH = 2,62*10-3 mol (COOH)2
2,62*10-3 mol (COOH)2 in 20 mL  0,13125 M (20x verdund)
0,13125 M (20x verdund)  onverdund = 2,6 M (COOH)2
2,6 M (COOH)2 = 236,25 g (COOH)2/L = 2,36*102 % >> 5%
 voldoet niet
[email protected]
22
Zuur base titratie: CH3COOH
Bepalen equivalentiepunt:
Officieel moet je 2 raaklijnen
tekenen op de plek waar de
verandering van richtingscoëfficiënt het grootst is.
Vervolgens een loodlijn
trekken en op de plek waar
de titratiecurve de loodlijn in
2 exact gelijke delen verdeelt
vind je dan het gezochte
equivalentiepunt.
[email protected]
23
Zuur base titratie: CH3COOH
Bepalen equivalentiepunt:
In de praktijk neem je het
punt halverwege het steile
gedeelte van de titratiecurve
en kijk je bij hoeveel mL dit
in de curve is.
[email protected]
24
Zuur base titratie: (COOH)2
Uit de curve blijkt
dat de pH van het
eq.pnt ca. 7-8 zal
zijn  geschikt
zijn: fenolftaleïne of
methylblauw.
[email protected]
25
Zuur base titratie: CH3COOH
Titratie gegevens:
Er is uit een literfles een monster
genomen van 25,00 mL en dit is
in een 250 mL maatkolf
gepipetteerd en aangevuld tot
250,00 mL met demiwater.
Vervolgens is hieruit 10 mL
gepipetteerd in een erlenmeyer
en is getitreerd met 0,05 M
natronloog. De verkregen
titratiecurve is hiernaast
afgebeeld.
[email protected]
26
Zuur base titratie: CH3COOH
Bepaal: 1) Hoeveel g/L is opgelost
2) [CH3COOH]
25,00 mL monster  250 mL maatkolf  10 mL getitreerd met 0,05 M OHx mol monster  x mol maatkolf  0,04 x mol getitreerd met 0,05 M OHY M monster  0,1Y mol maatkolf  0,10Y M getitreerd met 0,05 M OH-
1) Hoeveel g/L is opgelost
x mol monster  x mol maatkolf  0,04 x mol getitreerd met 0,05 M OHtitratie: 30*10-3 L * 0,05 M = 1,5*10-3 mol OH- = 1,5*10-3 mol CH3COOH
In monster zat: 25*1,5*10-3 = 3,75*10-2 mol CH3COOH = 2,25 g CH3COOH
In 1 L zat: 2,25 g/0,025 L= 90 g CH3COOH/L
[email protected]
27
Zuur base titratie: CH3COOH
25,00 mL monster  250 mL maatkolf  10 mL getitreerd met 0,05 M OHx mol monster  x mol maatkolf  0,04 mol getitreerd met 0,05 M OHY M monster  0,1Y mol maatkolf  0,10Y M getitreerd met 0,05 M OH-
2) [CH3COOH]
Y M monster  0,1Y mol maatkolf  0,10Y M getitreerd met 0,05 M OH1,5*10-3 mol CH3COOH in 10 mL  0,15 M CH3COOH (verdund)
 0,15 M *10 = 1,5 M CH3COOH (onverdund in monster)
 0,15 M *10 = 1,5 M CH3COOH (onverdund in monster)
[email protected]
28
Zuur base titratie: H3PO4
1. Welke indicator (en) is
(zijn) geschikt voor deze
titratie
pH eq.pnt 1 = 3,5
 dimethylgeel
pH eq.pnt 2 = 8
fenolftaleïen
pH eq.pnt 3 = 11,6
Deze is slecht te zien  valt af
[email protected]
29
Zuur base titratie: H3PO4
2. Wat is het [H3PO4] in de oplossing van fabrikant X als
voor de titratie gebruik is gemaakt van 25,00 mL monster.
eq.pnt 1
OH- : H3PO4 = 1: 1
0,08 M OH-
[email protected]
eq.pnt 1 = 25,5 mL*0,08 M
 0,002 mol OH- =
0,002 mol H3PO4/25mL
 0,082 M H3PO4
30
Zuur base titratie: H3PO4
2. Wat is het [H3PO4] in de oplossing van fabrikant X als
voor de titratie gebruik is gemaakt van 25,00 mL monster.
Controle via eq.pnt 2:
 OH- : H3PO4 = 2 : 1
0,08 M OH-
[email protected]
eq.pnt 2 = 51,0 mL*0,08 M
 0,004 mol OH- =
0,002 mol H2PO4-/25mL
 0,082 M H3PO4
31
Zuur base titratie: H3PO4
3. Bepaal uit de titratiecurve
de Kz van: H3PO4, H2PO4en HPO42½ eq.pnt 1: [H3PO4] : [H2PO4-] = 1 : 1
én altijd de formule:
Kz 1 = [H3O+]*[H2 PO4-] /[H3PO4]
 Kz 1 = [H3O+] pKz 1 = pH
½ eq.pnt 2: [H2PO4-] : [HPO42-] = 1 : 1
én altijd de formule:
Kz 2 = [H3O+]*[H2 PO42-] /[H2PO4 -]
 Kz 2 = [H3O+] pKz 2 = pH
[email protected]
32
Zuur base titratie: H3PO4
4. Bepaal de Kz van H3PO4 en
H2PO4½ eq.pnt 3 geldt:
[HPO42 -] : [PO43-] = 1 : 1
én altijd de formule:
Kz 3= [H3O+]*[H2 PO4-] /[H3PO4]
 Kz 3 = [H3O+] pKz 3 = pH
[email protected]
33
Zuur base titratie: H3PO4
pKz 1 = pH = 1,5
 Kz H3PO4 = 3,16*10-2
pKz 2 = pH = 5
 Kz H2PO4- = 10-5
pKz 3 = pH = 10,2
 Kz HPO42- = 6,31*10-11
[email protected]
34
Zuur base titratie: kaliloog
1. Welke indicator (en) is
(zijn) geschikt voor deze
titratie
Sterk zuur met sterke base
Eq.pnt = 7,0
fenolftaleïen
0,08 M H3O+
[email protected]
35
Zuur base titratie: kaliloog
2. Bereken hoeveel g/L KOH
De oplossing van fabrikant X
bevat als 25 mL monster
gebruikt is.
Eq.pnt = 25,5 mL 0,08 M
25,5*10-3 L*0,08 M =
2,04*10-5 mol H3O+ =
2,04*10-5 mol OH0,08 M H3O+
[email protected]
2,04*10-5 mol OH- in 25 mL
 8,16*10-2 M OH36
Zuur base titratie: Na2CO3
1. Hoeveel g/L Na2CO3 is
aanwezig in de
oplossing van fabrikant X
CO3 2 - + H3O+  HCO3- + H2O
Eq.pnt 1 = 24,0 mL 0,08 M
24,0*10-3 L*0,05 M =
1,20*10-3 mol H3O+
 1,20*10-3 mol CO32-/25,0 mL
0,05 M H3
O+
4,8*10-2 mol Na2CO3/L
5,09 g Na2CO3/L
[email protected]
37
Zuur base titratie: Na2CO3
2. Bepaal uit de titratiecurve
de Kb van: HCO3- en
CO32½ eq.pnt 1:
Kb 1 = [OH-] pKb 1 = pOH = 14-pH
14 – 8,2 = pOH = pKb 1 = 5,8
Kb 1 = [OH-] = 10-5,8 = 1,58*10-6
0,05 M H3O+
[email protected]
38
Zuur base titratie: Na2CO3
½ eq.pnt 2:
Kb 2 = [OH-] pKb 2 = pOH = 14-pH
14 – 4,5 = pOH = pKb 2 = 9,5
Kb 2 = [OH-] = 10-9,5 = 3,16*10-10
0,05 M H3O+
[email protected]
39
Zuur base titratie: Na2CO3
3. Leid uit je berekeningen de Kz van H2CO3 en HCO3- af
Kb HCO3- x Kz H2CO3 = Kb CO32- x Kz HCO3- = 10-14
3,16*10-10 x Kz H2CO3 = 10-14
 Kz H2CO3 = 10-14 /3,16*10-10 = 3,16*10-5
 Kz H2CO3 = 3,16*10-5
Kb CO32- x Kz HCO3- = 10-14
 Kz HCO3- = 10-14 /1,58*10-6 = 6,33*10-9
 Kz HCO3- = 6,33*10-9
[email protected]
40
Zuur base: Buffers
Eigenschap van buffers
pH verandert weinig als er een hoeveelheid zuur of base
aan toegevoegd wordt
Buffer bestaat uit een zwak zuur met geconjugeerde base
Verhouding zwak zuur met geconjugeerde base
zz : gec. Base = 1 : 9
zz : gec. Base = 9 : 1
[email protected]
41
Zuur base: Buffers
Bufferformule
Kbuffer = [H3O+]*[Z-]0/[HZ]0
Belangrijk als [Z-]0/[HZ]0 = 1 dan
Kbuffer = [H3O+]
en dus ook pKbuffer = pH
[email protected]
42
Zuur base: Buffers
Bereken de verhouding tussen azijn en acetaat
voor een buffer van pH = 4,8
1) Kbuffer = [H3O+]*[Z-]0/[HZ]0
2) 1,7*10-5 = 10-4,8*[Z-]0/[HZ]0
3) 1,7*10-5/10-4,8 = 1,07 = [Z-]0/[HZ]0
4) [HZ]0 /[Z-]0 = 1/1,07 = 0,93
[email protected]
43