Schritte zur Gehaltsbestimmung von Carbonsäuren

Schritte zur Gehaltsbestimmung von Carbonsäuren durch Titration
Wie im Unterricht (Bestimmung des Säuregehalts in Joghurt) führt man zunächst den
Versuch durch und bestimmt mittels Titration die Menge an Natriumhydroxidlösung
bekannter Konzentration die notwendig ist, um eine genau bestimmte Menge an Joghurt
unbekannter Säurekonzentration zu neutralisieren.
Beispiel: (*)
Zur Neutralisation von 20 g Joghurt verbraucht man 15,4 ml NaOH-Lösung mit
c(NaOH) = 0,5 mol/l. Wie hoch ist die Konzentration an Milchsäure im Joghurt?
1. Schritt: Bestimme das stöchiometrische Verhältnis von Säure und Lauge.
CH3 – CH – COOH + NaOH → CH3 – CH – COO- Na+ + H2O
│
│
OH
OH
Man erkennt aus der Gleichung, dass zur Neutralisation von 1 mol Milchsäure 1 mol
Natriumhydroxidlösung notwendig sind.
Kurz:
Oder:
n(Milchsäure) = n(NaOH)
n(H+) = n(OH-)
(**)
2. Schritt: Wie berechnet man die Stoffmenge n?
Die Stoffmenge n wird bestimmt
a) n = c . V
oder durch
m
b) n =
M
(c = Konzentration, V = Volumen)
(m = Masse in g, M = molare Masse in g/mol) (***)
3. Schritt: Werte aus (*) in (**) einsetzten.
n(Milchsäure) = n(NaOH)
n(Milchsäure) = c (NaOH) ⋅ V(NaOH)
mmol
n(Milchsäure) = 0,5
⋅15, 4ml = 7, 7 mmol
ml
4. Schritt: Berechnung des Massengehalts an Milchsäure.
Da der Gehalt an Milchsäure in Gewichts-% angegeben wird, muss die Molare Masse der
Milchsäure bestimmt und die Stoffmenge mittels (***) in Masse umgerechnet werden.
g
mg
M (CH 3 − CHOH − COOH ) = 90
= 90
mol
mmol
n( Milchsäure) = 7, 7 mmol
m( Milchsäure)
7, 7 mmol =
⇒ m( Milchsäure) = 693mg = 0, 693 g
mg
90
mmol
In 100g Joghurt sind somit 0,693g . 5 = 3,465 g = 3,465% Milchsäure.
Beispiel 2:
Wie hoch ist der Gehalt an Oxalsäure, wenn man zur Titration von 10 ml einer
Oxalsäurelösung mit unbekannter Konzentration 33,6 ml NaOH- Lösung der
Konzentration c= 0,1 mol/l benötigt?
1. Schritt: Bestimme das stöchiometrische Verhältnis von Säure und Lauge.
HOOC-COOH + 2 NaOH → Na+ -OOC – COO- Na+ + 2 H2O
Man erkennt aus der Gleichung, dass zur Neutralisation von 1 mol Oxalsäure
(Ethandisäure) 2 mol Natriumhydroxidlösung notwendig sind, dh.
Kurz:
Oder:
2 . n(Oxalsäure) = n(NaOH)
2 . n(H+) = n(OH-)
(**)
ACHTUNG !!! Warum nicht: n(Oxalsäure) = 2 . n(NaOH)
?
2. Schritt: Wie berechnet man die Stoffmenge n?
Die Stoffmenge n wird bestimmt
n=c.V
oder durch
m
b) n =
M
(c = Konzentration, V = Volumen)
(m = Masse in g, M = molare Masse in g/mol) (***)
3. Schritt: Werte aus (*) in (**) einsetzten.
2 ⋅ n(Oxalsäure) = n(NaOH)
2 ⋅ c (Oxalsäure) ⋅ V(Oxalsäure)= c (NaOH) ⋅ V(NaOH)
mol
2 ⋅ c(Oxalsäure) ⋅10ml = 0,1
⋅ 33, 6ml
l
mol
0,1
⋅ 33, 6ml
mol
l
0,168
c(Oxalsäure) =
2 ⋅10ml
l
Schritt 4 entfällt, da hier nur die Konzentration in mol/l verlangt ist.