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

 
Titrimetrische Bestimmung der Konzentration von Carbonsäure-Lösungen
 
In der Abbildung rechts sind die Struktursymbole einiger in Naturstoffen vorkommender Carbonsäuren eingezeichnet:
Milchsäure:
entsteht durch Milchsäurebakterien in Lebensmitteln selbst, die Zucker zu Milchsäure abbauen. Dadurch entstehen aus Milch Jogurt, Quark, Käse oder Sauermilch. Aus Sauerkraut bildet sich Weißkraut.
Oxalsäure:
ist v.a. in Rhabarber, Sauerklee und Sauerampfer vorhanden. Mit Ca2+-Ionen bildet sie das schwerlösliche Ca-oxalat, der häufigste Bestandteil von Nierensteinen.
Äpfelsäure:
wird z.B. als Konservierungsstoff E 296 in Lebensmitteln verwendet.
Weinsäure:
kommt sowohl als Salz (Tartrate) wie auch als freie Säure (Wein!) vor.
__________: Bekannt als Lebensmittelzusatzstoff E330, wird aus dem Schimmelpilz Aspergillus niger gewonnen.

Arbeitsaufträge:
1.
Welches ist die letzte Carbonsäure (ohne Benennung)? Suche im Buch im entsprechenden Kapitel!
2. Entwickle aus den Struktursymbolen die Strukturformeln aller Carbonsäuren und benenne sie mit ihrem systematischen Namen!
3. Was unterscheidet die Oxalsäure von allen anderen hier dargestellten Carbonsäuren?
4. Was unterscheidet die Milchsäure und die letztgenannte Säure von allen anderen Carbonsäuren?
5. Eine bestimmte Stoffportion m [g] jeder Säure wird in Wasser gelöst. Jede saure Lösung wird mit Natronlauge der Konzentration c(NaOH) = 1 mol/L titriert. Bestimme entlang der Rechenschritte in der Tabelle die Stoffportion m jeder gelösten Säure.

Milchsäure Oxalsäure Äpfelsäure Weinsäure ____________
kommt vor in 90% Lösung* mit 2 Molekülen Wasser**       mit 1 Molekül Wasser**
Summenformel               
Molare Masse [g/mol]                
Äquivalente NaOH***                
Verbrauch V(NaOH) [mL]

99,9

39,7

37,3

33,3

15,9

Legende:
*:     Die Massenkonzentration musst du bei deinen Überlegungen mit berücksichtigen.
**:   Das Wasser ist als sog. „Kristallwasser" chemisch gebunden und Bestandteil der Formel.
***: Essigsäure besitzt ein Äquivalent NaOH, weil es nur eine Carboxylgruppe besitzt. Wie viel Carboxylgruppen besitzen die jeweiligen Säuren? Leite daraus die Anzahl der Äquivalente an Natronlauge ab!
Die Summenformel bekommst du aus dem Arbeitsauftrag 2. Daraus errechnet sich auch die Molare Masse.

Hilfestellung: Die grundlegenden Formeln sind:
 

Mit Hilfe dieser vier Formeln kannst du alles berechnen!

Lösungen:

Arbeitsaufträge:
1.
Welches ist die letzte Carbonsäure (ohne Benennung)? Suche im Buch im entsprechenden Kapitel!
Die letzte Carbonsäure ist die Citronensäure, vorkommend als Citronensäure-Monohydrat C6H8O7*1H2O

2. Entwickle aus den Struktursymbolen die Strukturformeln aller Carbonsäuren und benenne sie mit ihrem systematischen Namen!

Milchsäure Oxalsäure Äpfelsäure Weinsäure Citronensäure
2-Hydroxy-propansäure Ethandisäure Hydroxy-butan-disäure 2,3-Dihydroxy-butan-disäure 2-Hydroxypropan-1,2,3-
tricarbonsäure (IUPAC)

3. Was unterscheidet die Oxalsäure von allen anderen hier dargestellten Carbonsäuren?
Die Oxalsäure ist die einzige Dicarbonsäure, bei der beide Carboxylgruppen direkt aneinander gebunden sind und sie ist keine Hydroxycarbonsäure.

4.
Was unterscheidet die Milchsäure und die letztgenannte Säure von allen anderen Carbonsäuren?
Milchsäure ist eine Monocarbonsäure, Citronensäure eine Tricarbonsäure, alle anderen sind Dicarbonsäuren.

5. Eine bestimmte Stoffportion m [g] jeder Säure wird in Wasser gelöst. Jede saure Lösung wird mit Natronlauge der Konzentration c(NaOH) = 1 mol/L titriert. Bestimme entlang der Rechenschritte in der Tabelle die Stoffportion m jeder gelösten Säure.

Milchsäure Oxalsäure Äpfelsäure Weinsäure Citronensäure
kommt vor in 90% Lösung* mit 2 Molekülen Wasser**       mit 1 Molekül Wasser**
Summenformel C3H6O3 C2H2O4*2H2O C4H6O5 C4H6O6 C6H8O7*1H2O
Molare Masse [g/mol]    90,07 126,07 134,09 150,09 210,14
Äquivalente NaOH*** 1 2 2 2 3
Verbrauch V(NaOH) [mL]

99,9

39,7

37,3

33,3

15,9

m(Sre) = (c(L)*V(L)*M(S))/Äquivalente NaOH [g] 9,00 2,5 2,5 2,5 1,11

c(NaOH) = 1 mol/L; Berücksichtige: 1000 mL = 1L;

 

update: 27.02.16                                                                                                                                                                                   zurück        zur Hauptseite