Titrationskurve schwache base mit starker säure
Probelösung: 50mL NH3- Lösung
c = 0,1mol/L
n = 5mmol
Maßlösung: HCl Lösung
pH vor der Titration:
[OHˉ] = √(KB*[NH3])
pOH = ½ pKB – ½ log [NH3]
pH Berechnung bis zum Äquivalenzpunkt:
[OHˉ] = KB * ([NH3]/ [NH4+])
pOH = pKB – log ([NH3]/[NH4+])
pH am Äquivalenzpunkt:
pH = 7 + ½ pKB + ½ log [NH4+]
pH nach dem Äquivalenzpunkt:
Überschuss an H+; Berechnen der [H+]
TITRATIONSKURVE:
Puffer halten über weite Bereiche den pH-Wert konstant.
Bsp.:
NH3 + H2O -> NH4 + + OHˉ
KB = ([NH4+]*[OHˉ]/[NH3]) = [OHˉ]/ [NH3]
Bis zum Äp: KB [NH3] = KB [HAc] = 4,8 = 10^-4,8
pOH = ½ * 4,8 – ½ * log [0,1]
Am Äp: NH4+ + H2O -> NH3 + H3O+
Der Äp ist im sauren Bereich, weil schwache Base vollständig zur Säure wurde.
Ks = [H3O+]²/[NH4+] KB * Ks = Kw
Kw/KB = [H+]/[NH4+]
[H+] = √(Kw* ([NH4+]/KB)) / * (-log)
pH = 7 + ½ pKB + ½ log [NH4+] Kw = immer 14!!!!
Nach Äp: 5,1mmol HCl dazu im Überschuss
0,1mmol Überschuss in 101 mL Gesamtvolumen
0,1mmol/101mL
Im AB findet man viele Puffer.
HAc/Acˉ Puffer hat Wirkung bei 3,8-5,8
NH3/NH4Cl -> 8-9 eignet sich als Puffer (im Trennungsgang benutzt)
HCO3ˉ/ CO3²ˉ -> 9,4-11,0
KH2PO4/K2HPO4 -> 5,3-8 puffert er ideal ab
Man kann auch NaH2PO4 haben, denn H2PO4 ist von Bedeutung
Borsäure / NaOH -> 8,5-13
HCl / NaCitrat -> 1-5,5
Puffersysteme sind für chemische, biochemische Systeme wichtig, da gewisse Enzymenur im bestimmten pH-Wert arbeiten.
Bsp.: CO2 / HCO3ˉ
NH3/NH4Cl
H2PO4ˉ / HPO4ˉ
Sie arbeiten im physiologischen System.
Blut hat solche Puffersysteme. Es hat einen pH-Wert von 7,4. Wenn pH-Wert sich verschiebt können Enzyme nicht arbeiten. Wenn es zu basisch ist, kommt es zu einer Alkalose. Der Wasserhaushalt ist dann gestört.
Der Magensaft ist sauer, da HCl drinnen ist.
Der Speichel hat einen pH-Wert von 6,4-6,8 und ist schwach sauer.
Der Urin hat einen pH-Wert von 5-8. Wenn man viel Gemüse isst, geht der pH-Wert hinauf.
Titrationskurven in abhängigkeit von der konzentration und von der stärke der säure/base:
Konzentration:
pH am Anfang pH bei 50% pH am Äp
1M 0 0,3 7
0,1M 1 1,3 7
0,01M 2 2,3 7
Stärke:
pH am Anfang pH bei 50% pH am Äp
Ks 10^-5 3 5 8,9
Ks 10^-7 4 7 9,9
Ks 10^-9 5 9 10,9
Bsp.: bei Ks-Angabe
pH = ½ pKs – ½ log [HA] pH am Anfang
pH = pKs pH bei 50%
pH = 7 + ½ pKs + ½ log[Aˉ] pH am Äp
Je kleiner Ks-Wert und schwächer die Säure, umso schwieriger ist es, den Äp zu erkennen. Deshalb werden die Grenzwertegenommen, wo man die Titration noch verwenden kann.
Bsp:
1N K> 10^-7
0,1N K> 10^-6 Diese Grenze muss berücksichtigt werden.
0,01N K> 10^-5
TITRATIONSKURVE VON Ks:
Titrationskurve eines gemisches 2er protolyte unterschiedlicher stärke
Simultanbestimmung ist möglich, wenn sich die pK-Werte um mindestens 3 Einheiten unterscheiden.
HCl CH3COOH HCl+CH3COOH
mL NaOH ist zugegebenes Volumen der Maßlösung.