Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name __________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 

Säuregehalt in Essig und Zitronensaft

 

Aufgabenstellung: 1. Bestimme den Massenanteil Essigsäure in Speiseessig
                                    2. Bestimme den  Massenanteil Citronensäure in Zitronensaft

Geräte und Chemikalien: 10-mL-Pipetten, Pileusball, 200- bzw. 250 mL-Weithals-Erlenmeyerkolben, Essig- bzw. Zitronensaftlösung unbekannter Konzentration, Phenolphthalein, Bechergläser, elektrischer Rührer, Rührmagnete, Blatt weißes Papier, Stativ, Bürettenhalter, Muffe;

Durchführung:
Pipettiere 10 mL Essiglösung aus der Speiseessigflasche bzw. 10 ml frisch gepressten und filtrierten Zitronensaft und gieße sie in den 200-ml-Weithals-Erlenmeyerkolben. Verdünne die Lösung mit dest. Wasser auf ca. 50 ml. Gib dazu einige Tropfen Phenolphthalein.
Fülle dann die Bürette bis etwas über die oberste Marke mit Natronlauge der Konzentration c=1 mol/L. Wie die Bürette abzulesen ist, zeigt die nebenstehende Abbildung. Achte darauf, dass nichts daneben fließt. Stelle dann die Bürette genau auf 0 ml ein (Überschuss in ein Becherglas).
Stelle dann den Erlenmeyerkolben mit der Lösung unbekannter Konzentration auf den elektrischen Rührer, rühre mit einer geringen Geschwindigkeit und lasse die Natronlauge langsam, in tropfenweisen Portionen in die Säure-Lösung hineinlaufen.
Gegen Ende der Titration braucht der Farbumschlag des Phenolphthaleins immer länger, bis er wieder verschwunden ist. Entsprechend lange musst du warten. Wenn dies der Fall ist, gib die Natronlauge nur noch einzeltropfenweise zu. Wenn die Farbe (schwach rosa) sich nicht mehr ändert, lies den Verbrauch (siehe Abbildung) an Natronlauge ab.

Auswertung:
Gegeben:
1. V(Essiglösung) = ____ mL  bzw. V(Citronensäurelösung) = ______ mL

2. Natronlaugekonzentration c(NaOH) = 1 mol/L

3. experimentell ermittelter Verbrauch: V(NaOH)= ______ mL für Essiglösung bzw. V(NaOH)= ______ mL für Citronensäurelösung
Gesucht: Massenanteil w(Essigsäure) bzw.
w(Citronensäure)

Lösungsschritte:

1. Reaktionsgleichung:____________________________________________________________________________________________

2. daraus folgt für das Stoffmengenverhältnis: n(Essigsäure) : n(NaOH) = ____ : ____

3. Mit c(Säure) = n(Säure) / V(Säure)  bzw.c(Lauge) = n(Lauge) / V(Lauge) erhält man aufgelöst nach n(Säure)= c(Säure) * V(Säure)

und n(Lauge) = c(Lauge) * V(Lauge), Gleichsetzung und zuletzt entsprechender Umformung:

4. c(Essigsäure) __ (V(Essigsäure)  = c(NaOH) __ (V(NaOH) . Die weitere Umformung ergibt dann:

5. c(Essigsäure) = _______________________ = ____________________ = ________ mol/L

6. Berechnung der Massenkonzentration aus der Stoffmengenkonzentration:

Mit m = ____ __ ____ und der Molaren Masse von Essigsäure M(CH3COOH) = ___________ _____ erhält man für die Stoffportion

m(Essigsäure): m(Essigsäure) = _______________ __ _________________ = ________ g. Diese Stoffportion ist in einem Liter Lösung

gelöst. Die Massenkonzentration b = m/V beträgt dann für b(Essigsäure) = ________ g __  __________ mL  = _______ _____ g/l

7. Der Massenanteil an Essigsäure in Speiseessig beträgt dann w(CH3COOH) = m/mLsg  unter der Annahme, dass die Dichte
r(Speiseessig) = 1,0 g/mL beträgt.

Arbeitsauftrag:  Berechne analog das Stoffmengenverhältnis n(Citronensäure) : n(NaOH) bei der Neutralisation und ermittle die Säurekonzentration im Zitronensaft. Bedenke dabei, dass Citronensäure eine Tricarbonsäure ist und 1 Mol Wasser als Kristallwasser bindet. Was genau bedeutet das?

 

Lösungen:

 

Auswertung:
Gegeben:

1.
V(Essiglösung) = 10 mL  bzw. V(Citronensäurelösung) = 10 mL
2.
Natronlaugekonzentration c(NaOH) = 1 mol/L
3.
experimentell ermittelter Verbrauch: V(NaOH)= 8,5 mL für Essiglösung bzw. V(NaOH)= 9,85 mL für Citronensäurelösung
Gesucht: Massenanteil w(Essigsäure) bzw.
w(Zitronensäure)

Lösungsschritte: für Essigsäure

1. Reaktionsgleichung für Essigsäure: CH3COOH(aq)  + NaOH(aq)   ----> CH3COONa(aq)  + H2O(l)

2. daraus folgt für das Stoffmengenverhältnis: n(Essigsäure) : n(NaOH) = 1  :   1

3. Mit c(Säure) = n(Säure) / V(Säure)  bzw.c(Lauge) = n(Lauge) / V(Lauge) erhält man aufgelöst nach n(Säure)= c(Säure) * V(Säure)

und n(Lauge) = c(Lauge) * V(Lauge), Gleichsetzung und zuletzt entsprechender Umformung:

4. c(Essigsäure)  *  (V(Essigsäure)  = c(NaOH)  *  (V(NaOH) . Die weitere Umformung ergibt dann:

5. c(Essigsäure) = c(NaOH)  * V(NaOH) / V(Säure) =   1 mol/L  * 8,5 mL  / 10 mL  = 0,85 mol/L

6. Berechnung der Massenkonzentration aus der Stoffmengenkonzentration:

Mit m = n * M und der Molaren Masse von Essigsäure M(CH3COOH) = 60 g/mol  erhält man für die Stoffportion m(Essigsäure):

m(Essigsäure) =  n(Essigsäure) * M(Essigsäure)  = 0,51 g. Diese Stoffportion ist in einem Liter Lösung gelöst.

Die Massenkonzentration b = m/V beträgt dann für b(Essigsäure) = 51 g / 1000 mL  = 51 g/L

7. Der Massenanteil an Essigsäure in Speiseessig beträgt dann w(CH3COOH) = m/mLsg = 5,1 g/100 g unter der Annahme, dass die Dichte r(Speiseessig) = 1,0 g/mL beträgt und damit der Massenanteil 5,1%.

Lösungsschritte: für Citronensäure etwas verkürzte Version!

1. Reaktionsgleichung aufstellen:

1 C6H8O7(aq)  + 3 NaOH(aq)  ---> C6H5O7Na3(aq)  + 3  H2O(l)     C6H8O7(aq) = Lösung von Citronensäure Csre

2. Stoffmengenverhältnis ablesen:

n(C6H8O7)  :   n(NaOH)  =  1  : 3   ===> 3 n(C6H8O7)  =  1 n (NaOH)

3. Ersetzen der Stoffmenge n(X) durch c(X) * V(X):

3 * c(Csre)  * VLsg(Csre)  =  c(NaOH)  *  VLsg(NaOH)

4. Umformung der Gleichung nach der gesuchten Größe c(Csre):

3 * c(Csre)  = c(NaOH)  * VLsg(NaOH) /  VLsg(Csre)
                  = 1 mol/L * 9,85 mL / 10 mL
                  = 0,958 mol/L
      c(Csre) = 0,3193 mol/L

5. Berechnung der Masse Citronensäure aus der Konzentration:

Umformung der Gleichung c(X) = n(X) / VLsg(X) nach n:  n = c * V

n(Csre)  = 0,3193 mol/L  * 0,01 L Lösung = 0,0032 mol Csre
m(Csre) = n(Csre) * M(Csre)  = 0,0032 mol * 192 g/mol = 0,6131 g

6. Berechnung der Massenprozente:

w(Csre)  = 0,6131 g /10 g = 6,13 % unter der Annahme, dass die Citronensäurelösung eine Dichte von 1 g/mL hat.

update: 31.03.17                                                                                                                                                                                   zurück        zur Hauptseite