uitwerken Titraties

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 5

Uitwerken

Titratie

Leerdoelen

• Je leert hoe titratie werkt;
• Je leert om berekeningen uit te voeren met gegevens uit een titratie-experiment.

titratie

een titratie is een analysemethode om de molariteit van een bekende stof te bepalen

Titratie

• Kwantitatieve analysemethode.
• Veel toegepast bij zuurbase reacties.


• Erlenmeyer met oplossing met onbekende concentratie.

• Buret met oplossing met bekende concentratie.
• Bij volledige reactie is er kleuromslag door indicator.
• Met berekening wordt onbekende concentratie bepaald.

Omslagpunt (equivalentiepunt)

• Op school meestal bepaald door kleuromslag van indicator.
• In bedrijven meestal met pH-meter (nauwkeuriger).
• In titratiecurve is het omslagpunt nauwkeurig af te lezen.

Titratie berekeningen (stappenplan)

1. Noteer de reactievergelijking.
2. Bereken aantal mol toegevoegde stof (liter x molariteit)
   
3. Bereken aantal mol gereageerde stof (met de molverhouding)
   
4. Bereken de molariteit van de gereageerde stof (naar mol/L)
5. Bereken het antwoord op de vraag (afhankelijk van soort titratie)

plaats de tekst op de juiste plek in de tekening

De opstelling. de molariteit van een een onbekende hoeveelheid zoutzuur wordt bepaald met een titratie met natronloog

natronloog

zoutzuur

buret

pH indicator

nauwkeurig tovoegen

bekende molariteit

onbekende molariteit

Je hebt broomthymolblauw gebruikt als pH indicator. Wat zou de kleur van de oplossing worden als zoutzuur precies volledig met natronloog heeft gereageerd?

1. geel
2. groen
3. rood
4. blauw

Uitleg

broomthymolblauw heeft een omslagtraject van pH 6.0 -7.6 (Binas 52A). Het is geel bij pH onder de 6.0 (zuur: H₃O⁺). 

Als al het zuur weg is gereageerd, dan is de oplossing "niet meer zuur" geworden (pH ~ 7) en is de kleur groen. 

Als de oplossing basisch(er) wordt (hogere pH, boven de 7.6), dan wordt deze blauw.

wat is hier
de juiste stand?

1. 2.25 mL
2. 2.30 mL
3. 3.65 mL
4. 3.80 mL

buret aflezen

je leest af aan de 

ONDERKANT van de bolling 

(=meniscus) van de vloeistof.

Deze zit op 2,3 mL.

In de buret zat 0,10 M natronloog. De juiste notatie voor natronloog is:

1. NaCl (s)
2. Na (aq) + OH (aq)
3. Na⁺ (aq) + OH⁻ (aq)
4. Cl⁺ (aq) + OH⁻ (aq)

In de erlenmeyer zat zoutzuur. De juiste notatie voor zoutzuur is:

1. HCl (aq)
2. H (aq) + Cl (aq)
3. H₃O⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)
4. H⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)

natronloog en zoutzuur

Natronloog is de oplossing van NaOH in water (zout, lost goed op) en dat moet je zo opschrijven: Na⁺ + OH⁻

Zoutzuur is de oplossing van HCl in water.

Omdat HCl een zuur is, splitst het H⁺ af : HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻

en is de juiste notatie: voor zoutzuur: H₃O⁺ + Cl⁻

PS: Je mag ook alleen H⁺  gebruiken: H⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)

de reactie die optreedt als je natronloog bij zoutzuur druppelt, is

1. Na⁺ + OH⁻ + H₃O⁺ + Cl⁻
2. NaOH + HCl
3. H₃O⁺ + OH⁻
4. Na⁺ + Cl⁻

reactievergelijking

Na⁺ + OH⁻ + H₃O⁺ + Cl⁻ zijn allemaal aanwezig in je bekerglas.

Als zoutzuur met natronloog reageert, 

reageert een zuur met een base, dus :

H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O 

Na⁺ en Cl⁻ zijn tribune-ionen en staan niet in de vergelijking

H⁺ of H₃O⁺

H⁺ of H₃O⁺ mogen beiden gebruikt worden.

Let wel op dat de vergelijking kloppend blijft!

Stel: Als de kleur van de indicator omslaat, is er precies 12.5 mL van de 0,10 M zoutzuur toegevoegd. Hoeveel mol OH- heeft dan gereageerd?

1. 0.10 x 0.00125 = 0.000125 mol
2. 0.10 x 0.0125 = 0.00125 mol
3. 0.10/0.00125 = 80 mmol
4. 0.10/0.0125 = 80 mol

Er zat 10,0 mL zoutzuur in de erlenmeyer.
Er heeft 0.00125 mol OH⁻ gereageerd.
Hoeveel mol H₃O⁺ heeft dan gereageerd?

1. 1:1 dus ook 0.00125 mol
2. 1: 2 dus 0.0025 mol

Toelichting: gebruik de reactievergelijking

 H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O 

      1      :        1        :     2          

Er heeft 0.00125 mol H₃O⁺  gereageerd, dus er heeft 

ook 0.00125 mol  OH⁻ gereageerd (want 1:1) 

Er zat 10,0 mL zoutzuur in de erlenmeyer.
Er heeft 0.00125 mol zoutzuur
gereageerd. Wat was de
molariteit van het zoutzuur?

1. 0.00125 x 100 = 0.125 M
2. 0.00125/ 100 = 0.0000125 M

Toelichting: van mol naar molariteit

Er zat 10,0 mL zoutzuur in de erlenmeyer. Er heeft 0.00125 mol zoutzuur gereageerd. Wat was de molariteit van het zoutzuur?

Molariteit is mol/L dus vul de verhoudingstabel goed in:

x = 0.00125 / 0,010 = 0.125 mol/L

of : 0.00125 * 100 = 0.125 mol/L

mol	0.00125	...
L	...	...

als er 0.125 mol/L zoutzuur was
was er dus 0.125 mol/L [H₃O+].
Wat was dan de pH van die oplossing?

1. 10^-0.125 = 0.75
2. -log(0.125)= 1.6

soorten titratie

terugtitratie

indirecte titratie ( vaak redox)

Directe titratie

De titrant reageert direct met de analiet.

analiet

titrant

analiet

titrant

In welk geval kan je geen directe titratie uitvoeren:

1. De analiet is een sterk zuur en de titrant een sterke base
2. De analiet is een zwak zuur en de titrant een sterke base
3. De analiet is een sterk zuur en de titrant een zwakke base
4. De analiet is een zwak zuur en de titrant een zwakke base

Directe titratie

De titrant reageert direct met de analiet.

Voorwaarde: aflopende reactie!

analiet

titrant

analiet

titrant

Eindpuntbepaling bij een redox titratie

Bijvoorbeeld:

de titrant heeft een kleur en het reactieproduct is kleurloos

of 

de analiet heeft een kleur en het reactieproduct is kleurloos.

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

Dit wordt gebruikt als:

• de te bepalen analiet geen scherp eindpunt geeft.
  
• er voor de te bepalen analiet en de titrant geen goede eindpuntindicator beschikbaar is.
  

analiet

titrant

overmaat

Fosforzuur gehalte in Cola

opgave 40 van H11.5

bepalen (in g / L)

a) Geef de reactievergelijking van opgelost fosforzuur, H3PO4(aq), met een overmaat natronloog.

a) Geef de reactievergelijking van opgelost fosforzuur, H₃PO₄ (aq), met een overmaat natronloog.

H3PO4 (aq)    +    3 OH- (aq)   ->   3 H2O (l)    +    PO43- (aq)

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

c) Leg uit waarom de blauwe curve gebruikt moet worden voor deze analyse.

Opgelost koolstofdioxide vormt koolzuur: 

CO2 (aq)   +   H2O (l)  ->   H2CO3 (aq)

Koolzuur is net als fosforzuur ook een zuur, 

dus dat zou ook reageren als je titreert met OH-

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Terug titratie

44 c 

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Terug titratie

Waar is het handig om te beginnen met de berekening?

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Terug titratie

c) Bereken het aantal mmol OH- dat in de maatkolf aanwezig was (=de overmaat).

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Noteer het antwoord van de vraag op de vorige dia:
d) Bereken het aantal mmol OH- dat in overmaat aanwezig is. (alleen het antwoord invullen is hier genoeg, de berekening heb je als het goed is in je schrift gedaan)

e) Bereken het aantal mmol OH^- dat in overmaat aanwezig is.

• aantal mmol H3O+ = 5,37 * 0,450 = 2,417
  
• H3O+ : OH- = 1 : 1
• dus er heeft 2,417 mmol OH- gereageerd met H3O+

• dit zit in 25,00 mL. In 100,0 mL zat dus 4 * 2,417 = 9,666 mmol OH- 
  

Dit is de overmaat OH^- bij 2)

Terug titratie

g) Bereken hoeveel mol fosforzuur 25,00 mL cola bevat.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

gegeven:

de overmaat OH^- = 9,666 mmol 

Noteer het antwoord van de vraag op de vorige dia:
d) Bereken hoeveel mol fosforzuur 25,00 mL cola bevat.
(alleen het antwoord invullen is hier genoeg, de berekening heb je als het goed is in je schrift gedaan)

d) Bereken hoeveel mmol fosforzuur 25,00 mL cola bevat.

• Overmaat: 9,666 mmol OH^- 
• Aantal mmol OH^- dat in totaal was toegevoegd (bij stap 2):  

      25,00 mL * 0,5000 mmol/mL = 12,50

• aantal mol OH^- dat heeft gereageerd met fosforzuur:
  

     12,50 - 9,666 = 2,834

• H₃PO₄ : OH^- = 1 : 3

dus er was 2,834 : 3 = 0,9447 mmol fosforzuur

Terug titratie

g) Bereken het fosforzuurgehalte in de onderzochte Cola in g/L.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

gegeven: in 25,00 mL Cola zit 0,9447 mmol fosforzuur

Noteer het antwoord van de vraag op de vorige dia:
e) Bereken het fosforzuurgehalte in de onderzochte Cola in g/L.
(alleen het antwoord invullen is hier genoeg, de berekening heb je als het goed is in je schrift gedaan)

e) Bereken het fosforzuurgehalte in de onderzochte Cola in g/L.

Er was 0,9447 mmol fosforzuur in 25,00 mL cola.

• In 1,00 L cola zit 0,9447 *40 = 37,79 mmol fosforzuur
  

• M(H₃PO₄) = 97,997 g/mol
  

• Het fosforzuurgehalte in Cola is 
  

       37,79 * 10^-3 * 97,997 = 3,70 g/L

Zelf oefenen

Zelf oefenen met: 29, 31 en 32