Anfangspunkt, Halbäquivalenzpunkt, Sprung: Wer die Kurve lesen kann, kennt die Säure.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen zum Klicken, Zuordnen, Rechnen und Knobeln — von AFB I bis AFB III, mit einer Mix-Aufgabe aus früheren Unterkapiteln und einer Trickaufgabe. Jede Übung gibt sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Die Kurve in Worten
AFB I
Ordnen Sie jedem Abschnitt einer Titrationskurve (schwache Säure mit Natronlauge) die passende Beschreibung zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Die Kennpunkte folgen immer derselben Reihenfolge; am Äquivalenzpunkt kehrt sich die Krümmung der Kurve um (Wendepunkt).
Gehen Sie die Kurve von links nach rechts durch.
Der Halbäquivalenzpunkt liegt bei der Hälfte des ÄP-Volumens.
A2
Kennzeichen einer schwachen Säure
AFB I
Nennen Sie alle Merkmale, in denen sich die Titrationskurve einer schwachen Säure von der einer gleich konzentrierten starken Säure unterscheidet (Titration jeweils mit Natronlauge).
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Das ÄP-Volumen hängt nur von der Stoffmenge der Säure ab und ist gleich. Nach dem ÄP bestimmen in beiden Fällen die überschüssigen Hydroxid-Ionen den pH-Wert — die Kurven laufen zusammen.
Vergleichen Sie Anfang, Mitte und Ende der beiden Kurven.
Vier Merkmale sind richtig.
A3
pKS aus der Kurve
AFB I
Die Abbildung zeigt die Titration von Propansäure mit Natronlauge (\(c = 0{,}1\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)). Entnehmen Sie der Kurve den \(\mathrm{p}K_S\)-Wert der Propansäure.
Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
ÄP bei 15 mL (Mitte des Sprungs) → HÄP bei 7,5 mL → dort pH ≈ 4,9, also \(\mathrm{p}K_S \approx 4{,}9\) (Tabelle: 4,87).
Suchen Sie zuerst den Äquivalenzpunkt in der Mitte des Sprungs.
Halbieren Sie das ÄP-Volumen und lesen Sie dort den pH-Wert ab.
A4
Kennpunkte vorhersagen
AFB II
20,0 mL Methansäure (\(c = 0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\), \(\mathrm{p}K_S = 3{,}75\)) werden mit Natronlauge (\(c = 0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) titriert. Ermitteln Sie die Kennpunkte der Kurve.
Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
25,0 mL Salpetersäure (\(c = 0{,}080\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) werden mit Natronlauge (\(c = 0{,}100\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) titriert. Berechnen Sie drei Punkte der Titrationskurve (Volumina addieren sich).
Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt, negative Werte mit Minuszeichen.
Volumen am ÄPmL
pH nach Zugabe von 10,0 mL
pH nach Zugabe von 25,0 mL
\(n(\ce{H3O+}) = 2{,}0\,\mathrm{mmol}\) → ÄP bei 20,0 mL. Nach 10 mL: \(1{,}0\,\mathrm{mmol}\) Rest in 35 mL, \(c = 0{,}0286\) → pH 1,54. Nach 25 mL: \(0{,}5\,\mathrm{mmol}\) \(\ce{OH-}\) Überschuss in 50 mL, \(c(\ce{OH-}) = 0{,}010\) → pOH 2, pH 12,00.
Bilanz: Wie viel Säure bzw. Lauge bleibt übrig? Durch das Gesamtvolumen teilen.
Nach dem ÄP erst pOH berechnen.
A6
Was liegt wo vor?
AFB II
Propansäure (HA) wird mit Natronlauge titriert. Ordnen Sie die Aussagen dem passenden Punkt der Kurve zu.
Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Anfangspunkt
2Halbäquivalenzpunkt
3Äquivalenzpunkt
4nach dem ÄP
Am ÄP ist alle Säure zu \(\ce{A-}\) umgesetzt; die Base \(\ce{A-}\) reagiert mit Wasser zu \(\ce{OH-}\). Danach überdecken die zugegebenen Hydroxid-Ionen diesen kleinen Beitrag.
Wie viel Natronlauge wurde an jedem Punkt schon zugegeben?
Am HÄP ist genau die Hälfte umgesetzt.
A7
Warum der ÄP im Basischen liegt
AFB II
Erklären Sie, warum der Äquivalenzpunkt bei der Titration von Propansäure mit Natronlauge im basischen Bereich liegt — zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Am Äquivalenzpunkt ist die Säure vollständig zu umgesetzt. Diese sind die korrespondierende einer schwachen Säure und nehmen Protonen von auf. Dabei entstehen , und die Lösung reagiert .
„Chlorid-Ionen“ und „neutral“ bleiben übrig: Bei Salzsäure entsteht am ÄP \(\ce{Cl-}\), die Base einer starken Säure — sie reagiert nicht mit Wasser, der ÄP liegt bei pH 7.
Welches Teilchen liegt am ÄP neben Na⁺ vor?
\(\ce{C2H5COO- + H2O <=> C2H5COOH + OH-}\).
A8
Ammoniak mit Salzsäure
MixAFB III
20,0 mL Ammoniak-Lösung (\(c = 0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\), \(\mathrm{p}K_B(\ce{NH3}) = 4{,}75\)) werden mit Salzsäure (\(c = 0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) titriert. Bestimmen Sie den pH-Wert nach Zugabe von 10,0 mL Salzsäure.
Schieben Sie den Regler auf Ihre Antwort — Pfeiltasten bewegen ihn schrittweise. Nach dem Prüfen sehen Sie den Trefferbereich.
0 14
10,0 mL sind die Hälfte des ÄP-Volumens: \(n(\ce{NH3}) = n(\ce{NH4+})\). Wie beim HÄP einer Säure gilt \(\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_S(\ce{NH4+}) = 14 - 4{,}75 = 9{,}25\). Die Kurve fällt hier, und der ÄP liegt im Sauren (3.2.2: korrespondierendes Paar).
Welcher Kennpunkt ist bei 10 mL erreicht?
Gesucht ist der \(\mathrm{p}K_S\) der korrespondierenden Säure \(\ce{NH4+}\).
A9
Trickaufgabe: Was verschiebt die Kurve?
TrickAFB III
Ausgangsversuch: 20 mL Propansäure (0,1 mol/L) mit Natronlauge (0,1 mol/L) bei 25 °C. Entscheiden Sie für jede Änderung, ob sich das ÄP-Volumen und/oder der pH-Wert am HÄP ändern.
Setzen Sie in jeder Zeile so viele Kreuze, wie zutreffen — es können mehrere, eines oder keines sein. Enter setzt und löscht.
V(ÄP) hängt nur von \(n(\text{Säure})\) und \(c(\ce{OH-})\) ab — Wasser im Kolben ändert die Stoffmenge nicht (Falle!). Der pH-Wert am HÄP ist \(\mathrm{p}K_S\) und hängt nur von der Säure (und der Temperatur) ab.
\(V(\text{ÄP}) = n(\text{Säure})/c(\ce{OH-})\).
Eine Zeile bleibt leer.
A10
Kurvenauswertung prüfen
AFB III
Ein Schüler wertet die Kurve aus A3 (25,0 mL Propansäure, Natronlauge \(0{,}1\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) aus. Überprüfen Sie seine Notizen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Klassische Fehler: ÄP mit pH 7 gleichsetzen und pKS am falschen Punkt ablesen.
