Gesamtsäure im Weißwein
AFB I–IIWinzer bestimmen die „titrierbare Gesamtsäure“ ihres Weins und geben sie als Weinsäure an (\(\ce{C4H6O6}\), zweiprotonig, M = 150,09 g/mol). Je 25,0 mL entgaster Weißwein werden mit Natronlauge (\(c = 0{,}100\) mol/L) bis pH = 7 titriert.
| Titration | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| Anfangsstand in mL | 0,40 | 1,15 | 0,60 |
| Endstand in mL | 24,90 | 25,75 | 25,00 |
- Beschreiben Sie die Durchführung einer Titration mit den nötigen Geräten.
- Formulieren Sie die Reaktionsgleichung der Weinsäure mit Natronlauge.
- Berechnen Sie die Gesamtsäure als Weinsäure in g/L.
- Erläutern Sie, warum der Wein vor der Titration entgast werden muss.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Mit der Vollpipette 25,0 mL Wein in einen Erlenmeyerkolben geben (Indikator bzw. pH-Elektrode). Bürette mit Natronlauge spülen, füllen, Anfangsstand ablesen (Meniskus-Unterkante, Augenhöhe). Unter Schwenken bis pH 7 titrieren, zum Schluss tropfenweise; Endstand ablesen.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\(\ce{C4H6O6 + 2 NaOH -> Na2C4H4O6 + 2 H2O}\) bzw. \(\ce{C4H6O6 + 2 OH- -> C4H4O6^2- + 2 H2O}\)
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Verbrauch: 24,50 / 24,60 / 24,40 mL, Mittelwert 24,50 mL. \(n(\ce{NaOH}) = 0{,}100\,\text{mol/L} \cdot 24{,}50\,\text{mL} = 2{,}450\) mmol; \(n(\text{Weinsäure}) = 1{,}225\) mmol; \(m = 1{,}225\,\text{mmol} \cdot 150{,}09\,\text{g/mol} = 0{,}1839\) g in 25,0 mL → \(\beta = 7{,}35\) g/L.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Gelöstes Kohlenstoffdioxid reagiert mit Wasser sauer (\(\ce{CO2 + 2 H2O <=> HCO3- + H3O+}\)) und würde Natronlauge mitverbrauchen. Der Verbrauch wäre größer, die angegebene Weinsäure-Konzentration zu hoch.
Calciumcarbonat in Antazida
AFB II–IIIEine Tablette gegen Sodbrennen enthält laut Packung 750 mg Calciumcarbonat. Da \(\ce{CaCO3}\) in Wasser schwer löslich ist, wird eine Rücktitration durchgeführt: Die zerriebene Tablette wird mit 50,0 mL Salzsäure (\(c = 0{,}500\) mol/L) versetzt, die Lösung kurz aufgekocht und abgekühlt. Die überschüssige Salzsäure verbraucht anschließend 20,2 mL Natronlauge (\(c = 0{,}500\) mol/L). M(CaCO₃) = 100,09 g/mol.
- Formulieren Sie die Reaktionsgleichung von Calciumcarbonat mit Salzsäure.
- Erläutern Sie das Prinzip der Rücktitration und warum sie hier nötig ist.
- Berechnen Sie die Masse Calciumcarbonat in der Tablette und vergleichen Sie mit der Packungsangabe.
- Beurteilen Sie, wie sich das Ergebnis ändert, wenn das Aufkochen vergessen wird.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
\(\ce{CaCO3 + 2 H3O+ -> Ca^2+ + CO2 + 3 H2O}\)
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Eine genau bekannte Stoffmenge Säure wird im Überschuss zugegeben; sie löst das Carbonat vollständig. Nur der Rest wird mit Natronlauge titriert. Direkt titrieren geht nicht: Der Feststoff reagiert langsam, der Endpunkt wäre nicht scharf.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
\(n(\ce{HCl})_\text{ges} = 0{,}500 \cdot 50{,}0 = 25{,}0\) mmol; Rest \(= 0{,}500 \cdot 20{,}2 = 10{,}1\) mmol; umgesetzt 14,9 mmol; \(n(\ce{CaCO3}) = 7{,}45\) mmol; \(m = 7{,}45\,\text{mmol} \cdot 100{,}09\,\text{g/mol} = 746\) mg — 99,4 % der Angabe, im Rahmen der Messgenauigkeit.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Ohne Aufkochen bleibt CO₂ gelöst und verbraucht bei der Rücktitration zusätzlich Natronlauge (bis zum Umschlag). Der scheinbare Säurerest wird zu groß, die berechnete umgesetzte Säure und damit die CaCO₃-Masse zu klein. Das Aufkochen ist also notwendig.