- At fremstille en standardopløsning af natriumcarbonat.
- At bestemme styrken af en given opløsning af saltsyre ved at titrere den mod en standardopløsning af natriumcarbonat.
Hvad er titrering?
En af de vigtige metoder inden for kvantitativ analyse er volumetrisk analyse, som er en almindeligt anvendt laboratorieteknik. Den bruges til at bestemme den ukendte koncentration af en prøve ved at måle dens volumen. Denne proces kaldes også titrering. Ved en titrering reageres en opløsning med ukendt koncentration med en opløsning med kendt koncentration. Opløsningen, der optages i buretten, kaldes titreringsmidlet, og opløsningen, der optages i den koniske kolbe, kaldes analysanden.
Hvad betyder slutpunktet for en titrering?
Endpunktet for en titrering er det punkt, hvor reaktionen mellem titreringsmidlet og analysanden bliver afsluttet. Generelt bestemmes slutpunktet for en titrering ved hjælp af indikatorer.
Hvad er en standardopløsning?
En opløsning med en kendt koncentration kaldes standardopløsning. En standardopløsning kan fremstilles ved at opløse en kendt mængde af stoffet i et bestemt volumen af opløsningsmidlet. Det stof, der anvendes til fremstilling af standardopløsningen, kan inddeles i to typer.
Primær standard
En primær standard har følgende egenskaber:
- Det er meget rent og billigt tilgængeligt.
- Den er let opløselig i vand.
- Den er hverken flydende eller hygroskopisk.
- Den er meget stabil.
Oxalsyre, Mohrs salt, kaliumdichromat er nogle eksempler på primære standarder.
Sekundær standard
Stoffer, hvis standardopløsninger ikke kan fremstilles direkte, kaldes sekundære standarder.
Nogle eksempler er natriumhydroxid og kaliumpermanganat.
Hvordan udtrykker vi koncentrationen af en opløsning?
Koncentrationen af en opløsning kan udtrykkes på følgende måder.
Normalitet: Den er defineret som antallet af gram ækvivalenter af opløst stof opløst i en liter af opløsningen. Den betegnes med bogstavet “N”.
Molaritet: Den er defineret som antallet af gramm mol af opløst stof opløst i en liter opløsning. Den betegnes med bogstavet “M”.
Molalitet: Den er defineret som antallet af mol af den opløste stof opløst i 1 kg opløsningsmiddel. Den betegnes med bogstavet “m”.
Hvad betyder syre-base-titrering?
Titrering kan inddeles i forskellige typer afhængigt af de kemiske reaktioner, der finder sted under titreringen. En af de almindeligt kendte titreringer er syre-base-titreringen. Det er en metode, der anvendes til at bestemme styrken af en syre eller base, og denne type titrering er baseret på neutraliseringsreaktionen. Ved denne reaktion reagerer syrer og baser og danner salt og vand.
Hvad er en indikator?
En indikator er et kemisk stof, der undergår en farveændring ved endepunktet. Slutpunktet for en syre-basetitrering kan bestemmes ved hjælp af syre-baseindikatorer. Syre-baseindikatorer er enten svage organiske syrer eller svage organiske baser. Farveskiftet af en indikator afhænger af mediets pH-værdi. Den uioniserede form af en indikator har én farve, men dens ioniserede form har en anden farve.
Tænk f.eks. på indikatoren phenolphthalein, hvis ionisering kan skrives som,
Nogle almindelige eksempler på syre-baseindikatorer
| Indikatorer | pH-område | Syre | Base | |
|---|---|---|---|---|
| Phenolphthalein | 8.0 – 10.0 | Farveløs | Lyserød | |
| Methylorange | 3.1 – 4.4 | Rød | Orange | |
| Methylrød | 4.4 – 6.2 | Rød | Gul | |
| Phenolrød | 6,4 – 8,0 | Gul | Rød | |
| Thymolblå | 1,2 – 2,0 | .8 | Rød | Gul |
| Thymolblå | 8,0 – 9,6 | Gul | Blå | |
| Methylgul | 2.9 – 4,0 | Rød | Gul |
Hvad er de forskellige typer syre-base-titreringer?
Syre-base-titreringer kan inddeles i følgende typer.
- Stærk syre-stærk base-titrering:I denne type titreres en stærk syre mod en stærk base. Både syre og base er lige stærke, så ved slutpunktet vil pH-værdien være neutral. De indikatorer, der anvendes, er phenolphthalein og methylorange.
- Eksempel: Titrering af HCl Vs NaOH
- Stærk syre-svag base-titrering: I denne type reagerer en stærk syre med en svag base for at danne en sur opløsning. Så opløsningens pH-værdi er <7. Methylorange er den indikator, der bruges til at bestemme endepunktet.
- Eksempel: Titrering af HCl Vs NH4OH
- Stærk base-svag syretitrering: Her reagerer en stærk base med en svag syre for at danne en basisk opløsning. Så opløsningens pH er >7. I denne type er phenolphthalein en velegnet indikator til bestemmelse af slutpunktet.
- Eksempel: Titrering af CH3COOH Vs NaOH
- Svage syre-svage basetitrering: Denne type titrering er ikke særlig praktisk. Her er både syre og base meget svage, så de ioniserer ikke fuldstændigt. Det er derfor vanskeligt at bestemme pH-området omkring slutpunktet, og det er vanskeligt at vælge en passende indikator til denne type titrering.
- Eksempel: Titrering af CH3COOH Vs NH4OH
Hvordan bestemmer vi styrken af en given syre eller base?
Bestemmelse af styrken er baseret på ækvivalensloven. I henhold til denne lov er antallet af ækvivalenter af det stof, der skal titreres, lig med antallet af ækvivalenter af det anvendte titreringsmiddel.
Tænk på en syre-alkalititrering. V1 cm3 er den mængde af en syreopløsning af normalitet N1, der er nødvendig for at neutralisere V2 cm3 af en base af normalitet N2.
Vi ved, at 1000 cm3 af 1N syreopløsning indeholder syre = 1 gram ækvivalent
V1 cm3af 1N syreopløsning indeholder syre= V1/1000 gram ækvivalenter
Det antal gram ækvivalenter syre i V1 cm3 af N1 syreopløsning er således; 
Sådan er antallet af gram ækvivalenter af base i V2 cm3 af N2 basisk opløsning: 
I henhold til loven om ækvivalenter er der ved slutpunktet 
i.e, 
Dette kaldes normalitetsligningen.
På samme måde kan molæritetsligningen skrives som,
Her bestemmer vi styrken af HCl ved at titrere det mod en standardopløsning af natriumcarbonat, og de reagerer til dannelse af NaCl, CO2 og vand. Den kemiske reaktion kan fremstilles som;
Her reagerer 1 mol natriumcarbonat med 2 mol HCl. Så ifølge molæritetsligningen,
Læringsmål
- Lærlingen forstår begreberne: kvantitativ estimering, syre-basetitreringer, slutpunkt, standardopløsninger, molæritet, molalitet, normalitet og indikatorer…
- Lærlingen kan beregne styrken af en given syre eller base ved hjælp af molæritets- eller normalitetsligninger.
- Elverne opnår færdighed i at forberede standardopløsningen og bestemme slutpunktet.
- Elverne opnår færdighed i at vælge indikatorerne ud fra opløsningens art.
- Elverne er fortrolige med det apparat, der anvendes til titrering.
- Elverne opnår færdighed i at udføre titrering med natriumcarbonat og saltsyre i det rigtige laboratorium, når de har visualiseret de forskellige trin.