Titrationskurve mehrwertiger protolyte
Stufenweise Titration möglich, wenn sich die pK-Werte um mindestens 3Einheiten unterscheiden.
H3PO4 + H2O → H2PO4ˉ + H3O+ pKs 1= 2
H2PO4ˉ + H2O → HPO4²ˉ + H3O+ pKs2 = 6,7
HPO4²ˉ + H2O → PO4³ˉ + H3O+ pKs3 = 12,1
Beispiel zu 1:
hier haben wir ein Gleichgewicht. Ks1 weil es die 1.Stufe ist. H2PO4ˉ bildet HPO4²ˉ, weil es Protonen überträgt (siehe Zeile 2). Die Säure links ist schwächer und spaltet wieder das Proton ab zu PO4³ˉ und es bildet sich Zeile 3.
pKs3 = ist sehr schwach und geht wahrscheinlich gar nicht mehr zu titrieren.
PO4³ˉ = ist eine Base und kann mehr Protonen aufnehmen und wird zu HPO4²ˉ
PO4³+ + H2O → HPO4²ˉ + OHˉ KB1 = 1,9
pKB = 14 – pKs3 = 14 – 12,1 = 1,9
HPO4²ˉ + H2O → H2PO4ˉ + OHˉ
pKB = 14 – 6,7 = 7,3
KB = 7,3
Titrationskurven mehrwertiger protolyten
pH-Wert - Berechnung
am Anfang:
pH = ½ pKs – ½ log [H3PO4]
während der Titration:
Puffergleichung 1
Bsp.: [H2PO4ˉ] [H+] [H+] = Ks1 * [H3PO4]
[H3PO4] [H2PO4ˉ]
am 1. Äp:
pH(pT1) = ½ pKs1 + ½ log pKs2
während der Titration:
Puffergleichung 2
Bsp.: [HPO4³ˉ] [H+] [H+] = Ks2 * [H2PO4²ˉ]
[H2PO4ˉ] [HPO4²ˉ]
am 2. Äp:
pH (pT2) = ½ pKs2 + ½ pKs3
während der Titration:
Puffergleichung 3
Bsp.: [PO4³ˉ] [H+] [H+] = Ks3 * [HPO4²ˉ]
[HPO4²ˉ] [PO4³ˉ]
am 3. ÄP:
pH (pT3) = 7 + ½ pKs3 + ½ log [PO4³ˉ]
TITRATIONSKURVE MEHRWERTIGER PROTOLYTE:
Gibt verschiedene Indikatoren, die ihren Umschlagbereich im sauren oder basischem haben. Hier nimmt man Methylorange, gibt tropfenweise Natronlauge dazu und Dihydrogenphosphat entsteht.
Phenolphthalin
B) Indikatoren
Elektrochemische Indikation
Konduktometrische Indikation: Messung der Leitfähigkeit
Potentiometrische Indikation: Messung der Spannung
Optische Indikation:
Organische Farbstoffe
Dimethylgelb (DM), Methylorange (MO), Methylrot (MR), Phenolrot (PR),
Phenolphthalin (Ph), Thymolphthalin (Th)
Gibt zwar mehr, aber diese warden im Labor genutzt.
Optische indikatoren
DM + H+ -> HDM+ gelb -> rot 2,9 – 4,0
MO + H+ -> HMO+ gelb -> rot 3,0 – 4,4
MR + H+ -> HMR+ gelb -> rot 4,4 – 6,2
H2Ph + 2OHˉ -> Ph²ˉ + 2H2O farblos -> rot 8,2 – 10,0
H2Th + 2OHˉ -> Th²ˉ + 2H2O farblos -> blau 9,3 – 10,5
Azofarbstoffe können Protonen aufnehmen und die Farbe verändern.
Triphenylmethan:
Ph ist protoniert. Liegt es unprotoniert vor, so ist es rot. Also wenn im alkalischen der
pH-Sprung ganz groß ist, könnte man alle Indikatoren verwenden.
INDIKATOR
C) Maßlösungen (öab, eab)
Sind meist starke Protolyte.
KOH (0,1M; 0,5M; 0,5M in Ethanol)
NaOH (1M; 0,1M; 0,1M in Ethanol)
Ba(OH)2
HNO3 (1N)
HCl (1N; 0,1N; 0,5N; 0,01N; 0,001N)
H2SO4 (1N; 0,1N)
HClO4 (= Pechlorsäure für wasserfreie Titration; 0,1N; 0,5N; 0,02N; 0,01N)