16.7: Titrationsberechnungen: Schwache Säure - Starke Base

Berechnung des pH-Werts für Titrationslösungen: schwache Säure/starke Base

Für die Titration von 25,00 mL von 0,100 M CH₃CO₂H mit 0,100 M NaOH kann die Reaktion wie folgt dargestellt werden:

Der pH-Wert der Titrationslösung nach Zugabe der verschiedenen Volumina des NaOH-Titriermittels kann wie folgt berechnet werden:

a) Der anfängliche pH-Wert wird für die Essigsäurelösung nach dem üblichen ICE-Ansatz berechnet:

b) Die Säure und das Titriermittel sind beide monoprotisch, und die Proben- und Titriermittellösungen sind gleichmäßig konzentriert, so dass dieses Titriermittelvolumen den Äquivalenzpunkt darstellt. Anders als bei dem Beispiel mit der starken Säure enthält das Reaktionsgemisch in diesem Fall eine schwache konjugierte Base (Acetat-Ion). Der pH-Wert der Lösung wird unter Berücksichtigung der basischen Ionisation von Acetat berechnet, die in einer Konzentration von

basische Ionisation von Acetat wird durch die Gleichung dargestellt

Unter der Annahme von x << 0,0500 kann der pH-Wert über den üblichen ICE-Ansatz berechnet werden:

Es ist zu beachten, dass der pH-Wert am Äquivalenzpunkt dieser Titration deutlich größer als 7 ist, wie bei der Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base zu erwarten ist.

(c) Titriermittelvolumen = 12,50 ml. Dieses Volumen stellt die Hälfte der stöchiometrischen Menge an Titriermittel dar, und daher wurde die Hälfte der Essigsäure neutralisiert, um eine äquivalente Menge an Acetation zu erhalten. Die Konzentrationen dieser konjugierten Säure-Base-Partner sind daher gleich. Ein bequemer Ansatz zur Berechnung des pH-Werts ist die Verwendung der Henderson-Hasselbalch-Gleichung:

(pH = pKa am halben Äquivalenzpunkt bei der Titration einer schwachen Säure)

(d) Titriermittelvolumen = 37,50 ml. Dieses Volumen stellt einen stöchiometrischen Überschuss an Titriermittel und eine Reaktionslösung dar, die sowohl das Titrationsprodukt, das Acetation, als auch das überschüssige starke Titriermittel enthält. In solchen Lösungen wird der pH-Wert der Lösung hauptsächlich durch die Menge der überschüssigen starken Base bestimmt:

Dieser Text wurde angepasst von Openstax, Chemie 2e, Abschnitt 14.7: Säure-Base-Titrationen.