Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 12.09.2019, 20:22   #1   Druckbare Version zeigen
oldenburger2611 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1
Titration Phosphorsäure

Liebe Chemie community,

ich habe mich gerade in diesem Forum angemeldet und auch schon die erste Frage,da ich mir mit meinen Antworten für eine Versuchsauswertung nicht so sicher bin, wie ich es gerne wäre..

Es geht um die Titration von Phosphorsäure mit NaOH-Lösung. Der pH Wert wurde mit einem Standard

Jetzt soll ich anhand der Äquivalenzpunkte unter Berücksichtigung der Volumenänderung durch Zugabe der NaOH Lösung den exakten pKs2 Wert bestimmen.

Bitte verzeiht mir üble Fehler. Ich stehe noch am Anfang meiner Chemie Karierre..

Also mein erster Äquivalenzpunkt lag bei pH(1)=4,5, mein zweiter Wert bei pH(2)=9,4.
Mein Ansatz wäre:
V(1)= 0,08225L, V(2)=0,09L
n(H3PO4) ist 7,5*10^(-4 mol
Daraus folgt: C(H3PO4(1)) = n/v=9,1185*10^3 mol/L
und C(2) = c(H3PO4(2)) = 8,3333*10^(-3) mol/L

pH (Mittel)= (4,5+9,4)/2 =6,95
pKs2= pH + lg (A-)/(HA) = 6,95 + lg(c1/c2) =6,99

Es würde sich zumindestens ganz gut mit meinem grafischen Ergebnis decken.

Eine zweite Sache noch.Ich verstehe. nicht ganz, warum man nicht. bis zur dritten Hydrolysestufe titrieren kann. Ich hätte da jetzt den Ansatz, dass der Messbereich meines pH meters eventuell nicht ausreicht und NaOh einfach eine zu schwache Base ist, um die dritte Hydrolysestufe zu titrieren.

Ich würde mich extrem freuen, wenn jemand einmal kurz meine Ideen checken könnte.

Viele Grüße
oldenburger2611 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.09.2019, 21:15   #2   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.267
AW: Titration Phosphorsäure

vorbemerkungen:

moinsen,


- aus denen eher zurueckhaltenden angaben zur sache faellt es schwer, sich die datenlage zu deiner aufgabenstellung vorzustellen: was genau ist dir gegeben? was hast du gemnacht ? sollst du eine rechnerische oder eine graphische*) auswertung vornehmen?
... und des weiteren:
Zitat:
Der pH Wert wurde mit einem Standard
das soll bitte was genau bedeuten?
( wie auch immer: ich nehme die beiden angaben "pH an den aequivalentzpunkten" jetzt einfach mal ernst, also als im weiteren gegeben an)

- deine angaben sind nicht hinreichend , um damit etwas exakt zu rechnen ( fuer eine exakte rechnung ueber die gekoppelten GG hinweg wuerdest du pKs1 und pKs3 zusaetzlich benoetigen, beispw.)

- deine indizierung ist etwas verwirrend:
Zitat:
V(1)= 0,08225L, V(2)=0,09L
das soll wohl das gesamtloesungsvolumen am Ä.P. 1 und am Ä.P. 2 sein?
{\to} daraus sollte man entnehmen koennen, dass du zur "neutralisation" eines aequivalents phosphorsaeure dann V(NaOH)Lösung = V(2) - V(1) = 7.75 mL verbraucht hast
... woraus dann unmittelbar folgen wuerde (nur mal so als nebenanmerkung), dass deine NaOH eine c von 0,09677(...) mol/L hatte (etwas ungewoehnlich fuer eine maßloesung.... es sei denn , man haette dir den titer ad 0,1 mol/L mitgeteil wie es ueblich waere)
Zitat:
n(H3PO4) ist 7,5*10^(-4 mol
... und hier meinst du sicherlich n0 , oder?
Zitat:
Daraus folgt: C(H3PO4(1)) = n/v=9,1185*10^3 mol/L
nein (und damit meine ich nicht den vorzeichenfehler in der zehnerpotenz vor der dimension: das muessen " *10-3 mol/L " sein ): (a) nach der definition des 1 . aequivalenzpunktes (nzus.(NaOH) = n0(H3PO4) ) waere dort c(H3PO4) = 0 , also komplett verbraucht ( wenn die umsetzung vollstaendig waere, was sie nicht ist) resp. (b) "nahezu null" ( denn die weit ueberwiegende anzahl der phosphatspecies liegt nun als dihydrogenphosphat vor, neben spuren von hydrogenphosphat usw.)
weiters: die formalstoffmenge n0 der H3PO4 auf die situation am 1. Ä.P zu beziehen ... was soll uns das bringen? {\to} der so berechnete wert ist komplett wertfrei / sinnlos fuer jede weitere berechnung i.s.d. aufgabenstellung
Zitat:
und C(2) = c(H3PO4(2)) = 8,3333*10^(-3) mol/L
s.o.: auch diese zahlenspielerei ist brotlose kunst

{\to} allenfalls koenntest du hier argumentieren, dass dies die naeherunsgweisen konzentrationen von dihydrogenphosphat, hydrogenphosphat an den beiden aequivalenzpunkten sind (denn der formale initial-amphoter dissoziiert/ reprotoniert ja ebenfalls, so dass du dort insgesamt mindestens 3 species hast, zu lasten der "mittleren" species)


Zitat:
pH (Mittel)= (4,5+9,4)/2 =6,95
die berechnung eines "mittleren" pH ist voellig bedeutungslos (zumal der pH eine logarithmische groesse darstellt)

Zitat:
pKs2= pH + lg (A-)/(HA) = 6,95 + lg(c1/c2) =6,99
jetzt wirds gruselig... :

(a) dein obiger HH-ausdruck gilt strenggenommen nur fuer eine einprotonige schwache saeure. haste hier aber net am start
(b) naeherungsweise: der pKs2 waere bei gekoppelten gleichgewichten (!) allenfalls dort in deinem titrationsgraphen fuer berechnugszwecke benutzbar, wo weder der pKs1 noch der pKs3 relevant sind**) {\to} das waere beispw. nahe des pufferpunktes zwischen ÄP2 und 3

(b) A- fuer ein MWG um pKs2 herum waere dann konkret hydrogenphosphat HPO42- (und nicht die formalkonzentration deiner initialsaeure an ihrem ersten aequivalenzpunkt!), HA die saeure dihydroghenphophat (und nicht die formalkonzentration der initialsaeure am 2. aequivalenzpunkt)

... und nunmehr den mittleren pH mit den konzentrationen aus dem ersten und dem zweiten aequivalenzpunkt ( als argument des logarithmus) in HH kombinieren zu wollen ist einfach komplett neben jeder auch nur naeherungsweise gerechtfertigten physicochemischen vorgehensweise

merke: die konzentration der saure an dem einen punkt, die der base an nem anderen punkt, mit dem gemittelten pH zwischend den punkten so zu kombinieren ist unzulaessig !
{\to} so darf man nicht vorgehen, die so ermittelten ergebnisse sind reine husnummern: bedeutungslos (selbst wenn sie so ganz grob zufaellig hinkommen, also beispw. nur {_\approx} 0,2 pKs danebenliegen)
Zitat:
Es würde sich zumindestens ganz gut mit meinem grafischen Ergebnis decken.
das ist, wie zuvor dargelegt, irrelevant

ansonsten, vorgehen bei graphischer auswertung
(hinw.: auch dies ist nur eine naeherungsweise korrekte auswertung der graphik, wenn man das geschehen um den halbaequivalenzpunkt (2) herum naemlich als "insulaer" betrachtet {\to} jedoch ist dies wohl das, was man von dir erwartet)

1. du traegst "pH" (ordinate) gegen "zugesetztes volumen NaOH" (abszisse) auf (und nicht gegen "gesamtvoluen" !)
2. du gehst vom ersten und vom zweiten Ä.P. aus jeweils senkrecht nach unten , und ermittelst somit den zugehoerigen verbrauch zwischen zwei äquivalenzpunkten
3. die haelfte dieser verbrauchsdifferens definiert der halbäquivalenzpunkt zwischen AP (1) und ÄP (2)
4. du gehst auf der abszisse sodann zu diesem verbrauchspunkt, von dort senkrecht nach oben, und vom treffpunkt mit dem graphen ( das waere naemlcih der halbäquivalenzpunkt) dann waagerecht nach links, bis du (als schnittpunkt deser waagerechten mit der ordinate) den zugehoerigen pH = pKs (2) ablesen kannst
{\to} voila !


wegen deiner nachfrage:
Zitat:
Eine zweite Sache noch.(...)
- es liegt nicht an deinem pH-meter (wobei die geeignetheit von pH-metern, bes. im stark alkalischen, ein thema fuer sich ist)
- hauptproblem ist die schlechte graphische erkennbarkeit des 3 . ä.p.: der "sprung" dortselbst ist nahezu null wenn man mit handelüeblich fuer analytik konzentrierter NaOH arbeitet

... und wenn mit der NaOH eher verduennt daherkommt ( > 10-2 M oder sowas, fuer feinanalytik), dann laeuft man ggf. in das problem, das man den punkt technisch ueberhaupt nicht realisieren kann ( denn der liegt ja bei oberhalb pH 12 )



ich hoffe, ich konnte dir trotzdem ein wenig weiterhelfen

gruss

Ingo






*)
graphik zur phosphorsaeure ./. natronlauge-titration


(graphik entliehen bei: link )


**)
liegen die pKs - werte hinreichend weit auseinander ( allgemein akzeptiert: {\Delta} pKs > 3) dann kann man die geschehen lokal "insulaer" betrachten, also die kopplung mit den anderen gleichgewichten vernachlaessigen
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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pks, titration

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