Kurven lesen, Äquivalenzpunkte finden, Teilchen zuordnen — zehn Übungen zu Titrationskurven.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.
A1
Stark oder schwach?
AFB I
Ordnen Sie die Merkmale der Titrationskurve (Säure mit Natronlauge, gleiche Konzentrationen) zu. Manche passen zu beiden.
Setze alle zutreffenden Kreuze — in manchen Zeilen passen mehrere. Enter setzt und löscht.
Merkmal
starke Säure
schwache Säure
Anfangs-pH um 1
flacher Bereich nach kurzem Anstieg
ÄP bei pH 7
ÄP im alkalischen Bereich
ÄP beim selben Volumen
nach dem ÄP gleicher Verlauf
Die Stoffmenge entscheidet über die Lage des ÄP auf der V-Achse — für beide gleich. Säurestärke verändert Anfangs-pH, Mittelteil und Lage des ÄP auf der pH-Achse.
Ansatz: Was hängt von der Säurestärke ab, was nur von der Stoffmenge?
Weiter: Nach dem ÄP bestimmt nur der Laugenüberschuss den pH-Wert.
A2
Eine Kurve aufnehmen
AFB I
Ordnen Sie die Arbeitsschritte zur Aufnahme einer Titrationskurve in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1pH-Meter mit zwei Pufferlösungen kalibrieren
2Probe pipettieren und mit Wasser verdünnen, bis die Elektrode eintaucht
3Rührer einschalten und Anfangs-pH notieren
4Maßlösung in 1-mL-Portionen zugeben, jeweils pH notieren
5Nahe dem Sprung in 0,1-mL-Portionen weiter titrieren
6Kurve zeichnen und ÄP mit dem Tangentenverfahren bestimmen
Das Verdünnen mit Wasser ändert die Stoffmenge der Säure nicht — der ÄP bleibt beim selben Volumen. Ohne Kalibrieren sind alle pH-Werte systematisch falsch.
Ansatz: Erst das Messgerät vorbereiten.
Weiter: Die Portionen werden zum Sprung hin kleiner.
A3
Stimmt's? — Kurven lesen
AFB I
Entscheiden Sie jeweils, ob die Aussage stimmt.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Volumenachse = Stoffmenge, pH-Achse = Säurestärke und Konzentration.
Ansatz: Unterscheiden Sie zwischen Lage und Höhe des Sprungs.
Weiter: Wasser ändert keine Stoffmengen.
A4
ÄP aus der Kurve
AFB II
25,0 mL Salpetersäure werden mit Kalilauge (\(c = 0{,}050\) mol/L) titriert. Mit dem Tangentenverfahren ergibt sich der ÄP bei 12,4 mL. Bestimmen Sie c(HNO₃).
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
c = 0,050 mol/L · 12,4 mL : 25,0 mL = 0,0248 mol/L. Nur der Volumenwert des ÄP geht ein — der pH-Wert am ÄP spielt für die Rechnung keine Rolle.
Ansatz: c(Säure) · V(Probe) = c(Lauge) · V(ÄP)
Weiter: HNO₃ und KOH reagieren 1 : 1.
A5
Teilchen entlang der Kurve
AFB II
Methansäure (HCOOH) wird mit Kalilauge titriert. Analysieren Sie, welche Teilchen im jeweiligen Kurvenabschnitt hauptsächlich vorliegen (neben Wasser).
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Im flachen Mittelteil fängt HCOOH zugegebenes OH⁻ ab; am ÄP ist die Säure aufgebraucht, übrig bleibt ihre korrespondierende Base.
Ansatz: Was ist mit der zugegebenen Lauge passiert?
Weiter: Am ÄP ist keine Säure mehr übrig.
A6
Fehlersuche im Auswertungstext
AFB II
Propansäure (pKs = 4,87) wurde mit Natronlauge titriert. Überprüfen Sie die Auswertung und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Die zwei Klassiker: ÄP = Neutralpunkt und „schwache Säure braucht weniger Lauge“. Beides stimmt nicht.
Ansatz: Lage des ÄP auf beiden Achsen prüfen.
Weiter: Zwei Zeilen sind falsch.
A7
Mix: Startpunkte berechnen (3.2.5)
AFB II
Berechnen Sie die Anfangs-pH-Werte zweier Titrationskurven: Salzsäure und Propansäure (pKs = 4,87), beide \(c_0 = 0{,}10\) mol/L.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
pH(Salzsäure) =
pH(Propansäure) =
Differenz ΔpH =
Salzsäure: pH = −lg 0,10 = 1,00. Propansäure: pH = ½(4,87 + 1,00) = 2,94 (α ≈ 1,2 % — Näherung zulässig). Die schwache Säure startet fast zwei Einheiten höher.
Ansatz: Starke Säure: −lg c₀.
Weiter: Schwache Säure: ½(pKs − lg c₀).
A8
Was verschiebt den ÄP?
AFB III
Beurteilen Sie, wie sich das Volumen am Äquivalenzpunkt ändert (Ausgangsversuch: 20,0 mL Säure, c = 0,10 mol/L, Natronlauge c = 0,10 mol/L).
Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = halbiert, 2 = kleiner, 3 = gleich, 4 = größer, 5 = verdoppelt. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = halbiert5 = verdoppelt
Säurekonzentration doppelt so groß
Probe vorher mit 50 mL Wasser verdünnt
Natronlauge doppelt so konzentriert
Essigsäure statt Salzsäure gleicher Konzentration
25,0 mL statt 20,0 mL Probe pipettiert
V(ÄP) = n(Säure) / c(Lauge). Wasser und Säurestärke ändern n(Säure) nicht; 25 statt 20 mL ergibt das 1,25-Fache.
Ansatz: V(ÄP) = n(Säure) : c(Lauge).
Weiter: Was ändert die Stoffmenge der Säure wirklich?
A9
Warum ist der Mittelteil flach?
AFB III
Deuten Sie den flachen Mittelteil der Titrationskurve einer schwachen Säure. Markieren Sie alle zutreffenden Aussagen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Solange HA und A⁻ nebeneinander vorliegen, wird jedes OH⁻ sofort abgefangen; der pH-Wert hängt nur vom Verhältnis c(A⁻) : c(HA) ab, das sich langsam ändert.
Ansatz: Welche Teilchen liegen im Mittelteil vor?
Weiter: Die Lauge reagiert weiterhin — aber mit HA.
A10
Trickaufgabe: Aus dem pH auf den Verbrauch
AFB III
25,0 mL einer Essigsäure-Lösung haben pH = 2,88 (pKs = 4,75). Ermitteln Sie, bei welchem Volumen Natronlauge (\(c = 0{,}10\) mol/L) der Äquivalenzpunkt liegt.
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Falle: c(H₃O⁺) = 1,3 · 10⁻³ mol/L als Säurekonzentration nehmen (→ 0,33 mL). Titriert wird aber alle Essigsäure: lg c₀ = pKs − 2 · pH = 4,75 − 5,76 → c₀ = 0,098 mol/L; V = 25,0 mL · 0,098 / 0,10 ≈ 24,4 mL.
Ansatz: pH = ½(pKs − lg c₀) nach c₀ auflösen.
Weiter: Die Lauge reagiert auch mit den nicht protolysierten Molekülen.
