Liegt eine Säure un­be­kann­ter Kon­zen­tra­ti­on vor, ist zu­nächst Vor­sicht ge­bo­ten. Zwar kann der pH-​Wert einen An­halts­punkt für die Kon­zen­tra­ti­on der Säure lie­fern, aber mehr als eine grobe An­nä­he­rung ist so nicht mög­lich. Zum Glück ist be­kannt, dass Oxo­ni­um­io­nen (H₃O⁺) mit Hy­droxi­di­o­nen (OH^-) zu Was­ser re­agie­ren kön­nen:



H₃O⁺ (aq) + OH^- (aq) $\to$ 2 H₂O (l)



Weiß man also, um wel­che Säure es sich han­delt und hat eine be­kann­te Lauge be­kann­ter Kon­zen­tra­ti­on bei der Hand, kann man die un­be­kann­te Kon­zen­tra­ti­on er­mit­teln, hier am Bei­spiel der Salz­säu­re (mit Hilfe von Na­tron­lau­ge):



H₃O⁺ (aq) + Cl^- (aq) + Na⁺ (aq) OH^- (aq) $\to$ 2 H₂O (l) + Na⁺ (aq) + Cl^- (aq)



Wir be­nut­zen nun eine Kom­bi­na­ti­on der fol­gen­den drei For­meln:



$n(NaOH)=c(NaOH)\ast V(Natronlauge)$





$n(HCl)=c(HCl)\ast V(Salzs\ddot{a}ure)$







$n(HCl)=n(NaOH)$





Dar­aus gibt sich die fol­gen­de Kom­bi­na­ti­ons­for­mel, in die wir alle (not­wen­di­ger­wei­se drei!) be­kann­ten Werte ein­set­zen kön­nen, um den vier­ten zu be­stim­men:



$c(NaOH)\ast V(Natronlauge)=c(HCl)\ast V(Salzs\ddot{a}ure)$

Wir be­nö­ti­gen also, um die Kon­zen­tra­ti­on einer Salz­säu­re un­be­kann­ter Kon­zen­tra­ti­on zu be­stim­men, die fol­gen­den Werte:



* V(Salz­säu­re)

* V(Na­tron­lau­ge)

*n(NaOH)



Mache Dir Ge­dan­ken, wie man die ein­zel­nen be­nö­tig­ten Werte am bes­ten be­stim­men / mes­sen / in Er­fah­run­gen brin­gen kann - und wie wir si­cher sein kön­nen, dass genau alle Säure ab­re­agiert hat.

Im­pul­se zu den zu er­mit­teln­den Wer­ten:



* V(Salz­säu­re): lässt sich mit klas­si­schen Mess­ge­rä­ten für Vo­lu­men be­stim­men (Mess­zy­lin­ger, Mess­kol­ben, Mess­pi­pet­te, Voll­pi­pet­te)



* V(Na­tron­lau­ge): the­o­re­tisch lässt sich das Vo­lu­men wie das Vo­lu­men der Salz­säu­re be­stim­men, prak­tisch ver­wen­det man eine so ge­nann­te Bü­ret­te. Mit die­ser kann die Lauge trop­fen­wei­se ab­ge­ge­ben und der Ver­brauch ein­fach be­stimmt wer­den (Ab­bil­dun­gen siehe rechts und rechts unten)



* c(NaOH): di­rekt von der Vor­rats­fla­sche ab­les­bar, mit der der Ver­such durch­ge­führt wird.



* Voll­stän­di­ge Re­ak­ti­on der Säure: Wenn alle Säure re­agiert hat, und eine noch so ge­rin­ge Menge Base zu­ge­ge­ben wird, färbt sich der vor­her farb­lo­se In­di­ka­tor Phe­nol­phthalein pink.

Das Ver­fah­ren be­ruht auf der Neu­tra­li­sa­ti­ons­re­ak­ti­on und heißt (Neu­tra­li­sa­ti­ons)Titra­ti­on.



Ma­te­ri­al: Bü­ret­te, Sta­tiv­ma­te­ri­al, Voll­pi­pet­te, Pe­leus­ball, Er­len­mey­er­kol­ben, Trich­ter



Che­mi­ka­li­en: Salz­säu­re (c = ?), Na­tron­lau­ge (c = 0,1 mol/l), Phe­nol­phthalein



Durch­füh­rung

1. Mit der Voll­pi­pet­te und dem Pe­leus­ball wird ein exakt ab­ge­mes­se­nes Vo­lu­men der Salz­säu­re in den Er­len­mey­er­kol­ben vor­ge­legt und 2 Trop­fen Phe­nol­phthalein zu­ge­ge­ben.



2. Die Bü­ret­te wird mit der Na­tron­lau­ge be­füllt und bis auf den obers­ten Ska­len­strich wie­der ent­leert.



3. Es wird so lange Na­tron­lau­ge aus der Bü­ret­te in den ste­tig ge­schwenk­ten Er­len­mey­er­kol­ben zu­ge­tropft, bis eine erste blei­ben­de (hauch­zar­te!) Pink­fär­bung zu be­ob­ach­ten ist.



4. Das Rest­vo­lu­men an Na­tron­lau­ge in der Bü­ret­te wird ab­ge­le­sen und der Ver­brauch be­rech­net.



5.: Ent­sor­gung in zen­tra­lem Be­cher­glas