• Een standaardoplossing van natriumcarbonaat bereiden.
• De sterkte van een gegeven oplossing van zoutzuur bepalen door deze te titreren met een standaardoplossing van natriumcarbonaat.

Wat is titreren?

Een van de belangrijke methoden bij kwantitatieve analyse is volumetrische analyse, een veelgebruikte laboratoriumtechniek. Deze wordt gebruikt om de onbekende concentratie van een monster te bepalen door het volume ervan te meten. Dit proces wordt ook titratie genoemd. Bij een titratie wordt een oplossing van onbekende concentratie gereageerd met een oplossing van bekende concentratie. De oplossing in de buret wordt titrant genoemd en de oplossing in de erlenmeyer wordt analyt genoemd.

Wat betekent het eindpunt van een titratie?

Het eindpunt van een titratie is het punt waarop de reactie tussen de titrant en de analyt is voltooid. In het algemeen wordt het eindpunt van een titratie bepaald met behulp van indicatoren.

Wat is een standaardoplossing?

Een oplossing van bekende concentratie wordt standaardoplossing genoemd. Een standaardoplossing kan worden bereid door een bekende hoeveelheid van de stof op te lossen in een bepaald volume van het oplosmiddel. De stof die voor de bereiding van de standaardoplossing wordt gebruikt, kan in twee soorten worden ingedeeld.

Primaire standaard

Een primaire standaard heeft de volgende kenmerken.

• Hij is zeer zuiver en goedkoop verkrijgbaar.
• Het is goed oplosbaar in water.
• Het is noch vervloeiend noch hygroscopisch.
• Het is zeer stabiel.

Oxaalzuur, Mohr’s zout, kaliumdichromaat zijn enkele voorbeelden van primaire standaarden.

Secundaire standaard

Stoffen waarvan de standaardoplossingen niet direct kunnen worden bereid, worden secundaire standaarden genoemd.

Enige voorbeelden zijn natriumhydroxide en kaliumpermanganaat.

Hoe drukken we de concentratie van een oplossing uit?

De concentratie van een oplossing kan op de volgende manieren worden uitgedrukt.

Normaliteit: Deze wordt gedefinieerd als het aantal gram equivalent van opgeloste stof in één liter van de oplossing. Het wordt aangeduid met de letter “N”.

Molariteit: Deze wordt gedefinieerd als het aantal grammol opgeloste stoffen in één liter oplossing. Zij wordt aangeduid met de letter “M”.

Molaliteit: Dit wordt gedefinieerd als het aantal mol van de opgeloste stof in 1 kg oplosmiddel. Het wordt aangeduid met de letter “m”.

Wat betekent zuur-base titratie?

Titratie kan in verschillende typen worden ingedeeld, afhankelijk van de chemische reacties die tijdens de titratie optreden. Een van de bekendste titraties is de Zuur-Base titratie. Het is een methode die wordt gebruikt om de sterkte van een zuur of alkali te bepalen en dit type titratie is gebaseerd op de neutralisatiereactie. Bij deze reactie reageren zuren en basen om zout en water te vormen.

Wat is een indicator?

Een indicator is een chemische stof die bij het eindpunt een kleurverandering ondergaat. Het eindpunt van een zuur-base titratie kan worden bepaald met behulp van zuur-base indicatoren. Zuur-base-indicatoren zijn ofwel zwakke organische zuren ofwel zwakke organische basen. De kleurverandering van een indicator is afhankelijk van de pH van het medium. De ongeïoniseerde vorm van een indicator heeft één kleur, maar de geïoniseerde vorm heeft een andere kleur.

Zie bijvoorbeeld de indicator fenolftaleïne, waarvan de ionisatie kan worden geschreven als,

Enkele veel voorkomende voorbeelden van zuur-base-indicatoren

Indicatoren	pH-bereik	Zuur	Base
Fenolftaleïne	8.0 – 10.0	Kleurloos	Roze
Methyl Oranje	3.1 – 4.4	Rood	Oranje
Methyl Rood	4.4 – 6.2	Rood	Geel
Fenol Rood	6.4 – 8.0	Geel	Rood
Thymol Blauw	1.2 – 2.8	Rood	Geel
Thymolblauw	8.0 – 9.6	Geel	Blauw
Methylgeel	2.0 – 9.6	Blauw
Methylgeel	2.0 – 4.0		1.2 – 2.9 – 4.0	Rood	Geel

Wat zijn de verschillende soorten zuur-base titraties?

Zuur-base titraties kunnen in de volgende types worden ingedeeld.

1. Sterk zuur-Sterk base titratie:Bij dit type wordt een sterk zuur getitreerd tegen een sterke base. Zowel het zuur als de base zijn even sterk, zodat de pH aan het eindpunt neutraal zal zijn. De gebruikte indicatoren zijn fenolftaleïne en methyloranje.
   • Voorbeeld: Titratie van HCl Vs NaOH
2. Titratie van sterk zuur en zwakke base: Bij dit type reageert een sterk zuur met een zwakke base om een zure oplossing te vormen. De pH van de oplossing is dus <7. Methyloranje is de indicator die wordt gebruikt om het eindpunt te bepalen.
   • Voorbeeld: Titratie van HCl Vs NH4OH
3. Sterke base-zwak zuur titratie: Hier reageert een sterke base met een zwak zuur om een basische oplossing te vormen. De pH van de oplossing is dus >7. Bij dit type is fenolftaleïne een geschikte indicator voor de bepaling van het eindpunt.
   • Voorbeeld: Titratie van CH3COOH Vs NaOH
4. Weak zuur-zwak base titratie: Dit type titratie is niet erg praktisch. Hier zijn zowel het zuur als de base zeer zwak, zodat ze niet volledig ioniseren. Het is dus moeilijk om het pH-bereik rond het eindpunt te bepalen en het is moeilijk om een geschikte indicator voor dit type titratie te kiezen.
   • Voorbeeld: Titratie van CH3COOH Vs NH4OH

Hoe bepalen we de sterkte van een bepaald zuur of base?

Het bepalen van de sterkte is gebaseerd op de equivalentenwet. Volgens deze wet is het aantal equivalenten van de te titreren stof gelijk aan het aantal equivalenten van de gebruikte titrant.

Bedenk een zuur-base titratie. V1 cm3 is dat van een zure oplossing van normaliteit N1 nodig om V2 cm3 van een base van normaliteit N2 te neutraliseren.

We weten dat 1000 cm3 van 1N zure oplossing zuur bevat = 1 gram equivalent

V1 cm3van 1N zure oplossing bevat zuur= V1/1000 gram equivalenten

Het aantal gram equivalenten zuur in V1 cm3 van N1 zure oplossing is dus;

Ook het aantal gram basisequivalenten in V2 cm3 van N2 basische oplossing is;

Vanwege de wet van equivalenten, op het eindpunt,

i.e,

Dit wordt de Normaliteitsvergelijking genoemd.

Op soortgelijke wijze kan de Molariteitsvergelijking worden geschreven als,

Hier bepalen we de sterkte van HCl door het te titreren tegen een standaardoplossing van natriumcarbonaat en zij reageren tot NaCl, CO2 en water. De chemische reactie kan worden weergegeven als;

Hier reageert 1 mol natriumcarbonaat met 2 mol HCl. Dus volgens de molariteitsvergelijking,

Leerresultaten

1. De student begrijpt de termen: kwantitatieve schatting, zuur-base titraties, eindpunt, standaardoplossingen, molariteit, molaliteit, normaliteit en indicatoren..
2. De student kan de sterkte van een bepaald zuur of base berekenen met behulp van molariteits- of normaliteitsvergelijkingen.
3. Studenten verwerven de vaardigheid om de standaardoplossing te bereiden en het eindpunt te bepalen.
4. Studenten verwerven de vaardigheid om de indicatoren te selecteren op basis van de aard van de oplossing.
5. Studenten zijn vertrouwd met de apparatuur die wordt gebruikt voor titratie.
6. Studenten verwerven de vaardigheid om de titratie met natriumcarbonaat en zoutzuur in het echte lab uit te voeren zodra ze de verschillende stappen visualiseren.