MINT lernen

Titrationskurven

Zwanzig Milliliter lang tut sich fast nichts — dann springt der pH-Wert mit einem Tropfen um sechs Einheiten.

1

Die Kurve aufnehmen und lesen

  • Aufnahme:Probe im Becherglas mit Magnetrührer und pH-Elektrode; Maßlösung in kleinen Portionen zugeben, nach jeder Portion den pH-Wert notieren (oder Messwerterfassung).
  • Diagramm:pH-Wert (y-Achse) gegen das Volumen der Maßlösung \(V\) (x-Achse).
  • Starke Säure:niedriger Anfangs-pH (\(\mathrm{pH} = -\lg c_0\), 3.2.5), dann lange flach, um den Äquivalenzpunkt ein steiler pH-Sprung über viele Einheiten, danach flach im Alkalischen.
  • Äquivalenzpunkt (ÄP):Wendepunkt in der Mitte des Sprungs — die zugegebene Stoffmenge OH⁻ entspricht genau der Stoffmenge der Säure.
Merke

Auswertung am Äquivalenzpunkt: \(c_0(\text{Säure}) \cdot V_\text{Probe} = c(\ce{OH-}) \cdot V_\text{ÄP}\)

  • ÄP ablesen:Tangentenverfahren — zwei parallele Tangenten an die Kurvenäste vor und nach dem Sprung, die Mittelparallele schneidet die Kurve im ÄP. Alternativ: Stelle der größten Steigung ΔpH/ΔV.
2

Starke und schwache Säure

20,0 mL Säure (c = 0,10 mol/L) werden mit Natronlauge (c = 0,10 mol/L) titriert. Ziehe den Messpunkt an der Kurve entlang (oder Tab, dann ←/→; Bild↑/Bild↓ = 5 mL) und beobachte rechts, welche Teilchen gerade in welcher Menge vorliegen. Oben wechselst du die Säure.

Titrationskurve und Teilchen

Halte fest: Bis zum Äquivalenzpunkt reagiert jedes zugegebene OH⁻ mit der Säure — der pH-Wert ändert sich kaum. Ist die Säure aufgebraucht, bleibt OH⁻ übrig und der pH-Wert springt. Bei der schwachen Säure liegen im flachen Bereich HA und A⁻ nebeneinander vor, am Äquivalenzpunkt nur noch A⁻.

  • Anfang:Die schwache Säure startet höher, weil sie nur teilweise protolysiert ist (3.2.4).
  • Mitte:Nach kurzem Anstieg ein flacher Bereich: Säure HA und korrespondierende Base A⁻ liegen nebeneinander vor, zugegebenes OH⁻ wird von HA abgefangen.
  • Sprung:kleiner, und der ÄP liegt im Alkalischen — dort liegt nur noch die Base A⁻ vor (3.2.6).
  • Gleicher Verbrauch:Bei gleicher Stoffmenge liegt der ÄP beider Säuren beim selben Volumen — titriert wird die gesamte Säure, nicht nur der protolysierte Anteil.
  • Nach dem ÄP:Beide Kurven fallen zusammen, weil nur der OH⁻-Überschuss den pH-Wert bestimmt.
3

Allgemeine Hinweise

Äquivalenzpunkt ist nicht Neutralpunkt

Nur bei starker Säure und starker Base liegt der ÄP bei pH 7. Bei einer schwachen Säure ist pH 7 schon vor dem ÄP erreicht, der ÄP selbst liegt im Alkalischen.

Sprunghöhe ist nicht Säuremenge

Wie viel Säure in der Probe war, zeigt allein die Lage des ÄP auf der Volumenachse. Die Höhe des Sprungs hängt von der Säurestärke und der Konzentration ab.

Portionen anpassen

Weit vor dem Sprung genügen 1-mL-Portionen. Nahe am erwarteten ÄP in 0,1- bis 0,2-mL-Schritten titrieren — sonst liegen auf dem Sprung kaum Messpunkte.

Videos