Chemische Übungen SS12

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Eine wässrige Lösung von Bernsteinsäure (Butandisäure, KS1 = 6,9*10-5, KS2 = 2,2*10-6) wird mit wässriger Natriumhydroxidlösung (Konz. 0,1mol/l) gegen Phenolphalein titriert. Bis zum Äquivalenzpunkt verbraucht man 18m;l des Gesamtvolumen der Lösung ist dann 40ml.
a. Welchen pH-Wert hat die Lösung am Äquivalenzpunkt?
HOOC-CH2-CH2-COOH + 2 NaOH -> Na+ -OOC-CH2-CH2-COO- Na+ + 2 H2O
1 Bernsteinsäure –> 2 NaOH
NaOH : n = c * V = 18 * 0,1 = 1,8 mmol
C4H6O4: 1,8 mmol / 2 = 0,9 mmol
Bernsteinsäure ist eine schwache Säure, ihr Salz reagiert alkalisch:
c = n / V = 0,9 / 40 = 0,0225mmol/ml
KB2 = 4,5x10-9
pOH = -log√(KB * cB) = 4,99
pH = 14 – pOH = 9,00

b. Welchen pH-Wert hat die Titrationslösung nach Zugabe der ersten 4,5ml der Natronlaugenlösung?
nNaOH = c * V = 0,1 * 4,5 = 0,45mmol
HOOC-CH2-CH2-COOH + NaOH -> Na+ -OOC-CH2-CH2-COOH + 2 H2O
0,9 0,45
0,45 0,45
pH = pKS1 + log [Base] / [Säure]
pH = 4,16 + log (0,45/0,45) -> pH = 4,16

c. Welchen pH-Wert hat die Titrationslösung nach Zugabe der ersten 9ml der Natronlaugenlösung?
nNaOH = c * V = 0,1 * 9 = 0,9mmol
HOOC-CH2-CH2-COOH + NaOH -> Na+ -OOC-CH2-CH2-COOH + 2 H2O
0,9mmol 0,9mmol
0,9mmol 0,9mmol
Ampholyt: pH = ½ * (pKS1 + pKS2) -> pH = 4,9

d. Welchen pH-Wert hat die Lösung vor Beginn der Zugabe der Natronlaugenlösung?
0,9mmol Bernsteinsäure in 22ml
c = n / V = 0,9 / 22 = 0,041mmol/ml
pH = -log√(KS1 * cS) -> pH = 2,77