Thema: Säure-Base-Reaktionen, Puffersysteme und Säure-Base-Titrationen

Transkript

1 Kurs CH-GK2, Q1 1. Klausur Thema: Säure-Base-Reaktionen, Puffersysteme und Säure-Base-Titrationen Aufgabenstellungen: 1. Erläutere auf Basis der Beispiele 1 und 2, was man unter einer Neutralisation versteht. Formuliere für beide Beispiele die Reaktionsgleichungen ml Abfall Salzsäure verbrauchen zur Neutralisation 16,8 ml Natronlauge- Maßlösung (c = 0,1 mol/l). Berechne die Stoffmenge an Salzsäure, die in 650 m 3 Abfall enthalten ist. (1 m 3 = 1000 l) 3. Ein häufig in der Praxis eingesetztes Puffersystem ist der Dihydrogenphosphat- / Hydrogenphosphat-Puffer. a) Gib die Reaktionsgleichungen für die Reaktion mit einer Säure bzw. mit einer Base in Ionenschreibweise an. b) Erläutere an diesem Beispiel die Funktionsweise eines Puffers. c) Ein Liter dieser Pufferlösung enthält jeweils 1 mol Natriumdihydrogenphosphat und Natriumhydrogenphosphat. Berechne den ph-wert dieser Puffer- Lösung. d) Berechne, wie sich der ph-wert ändert, wenn zu 100 ml dieser Lösung 10 ml Salzsäure (c = 1 mol/l) oder 10 ml Natronlauge (c = 1 mol/l) gegeben werden? ml einer Säure mit c = 0,1 mol/l wurden mit Natronlauge-Maßlösung (c = 1 mol/l) titriert. Im Arbeitsmaterial findest du vier verschiedene Titrationskurven. a) Ordne den Titrationskurven eine der folgenden Säuren zu und begründe dies kurz. Benzoesäure (pk s = 4,2) Malonsäure (pk s 1 = 2,8, pk s 2 = 5,7) Salpetersäure (pk s = -1,37) Schwefelwasserstoff-Lösung (H 2 S, pk s 1 = 7,2, pk s 2 = 13,9) b) Markiere in jedem Diagramm den Neutralisations- und Äquivalenzpunkt. c) Gib für jede Säure geeignete Indikatoren an, um den bzw. die Äquivalenzpunkte auch ohne ph-meter bestimmen zu können. d) Beschreibe und erläutere das Diagramm Nr. 3 und begründe rechnerisch, warum sich der ph-wert bis zu einem Verbrauch von ca. 7 ml Natronlauge nur geringfügig ändert. (Hinweis: Solltest du nicht sicher sein, ob deine Zuordnung zu Nr. 3 richtig ist, kannst du dies erfragen.) Erlaubte Hilsmittel: Taschenrechner Viel Erfolg! - 1 -

2 Arbeitsmaterialien: Beispiel 1: Kalk gegen saure Böden Neutralisation ist in der Landwirtschaft weit verbreitet. Manche Pflanzen wachsen nur dann gut, wenn der Boden einen bestimmten ph-wert hat. Himbeeren und Brombeeren lieben zum Beispiel eher saure Böden, während das für andere Pflanzen eher schädlich wäre. Durch Streuen von Kalk (Calciumcarbonat) kann man den ph-wert des Bodens verändern, da Kalk mit der Säure (H 3 O + -Ionen) im Boden reagiert und sie neutralisiert. Beispiel 2: Neutralisation im Haushalt Geschirrspülmittel erzeugen beim Spülen in der Maschine Hydroxid-Ionen. Dabei entsteht auf dem Geschirr ein weißer, alkalischer Belag, der beim Essen einen seifigen Geschmack verursachen würde. Deshalb wird das Geschirr in der Maschine nach der Reinigung nochmals klargespült. Dabei werden die überschüssigen Hydroxid-Ionen mit Zitronensäure, die im Klarspüler enthalten ist, neutralisiert. Strukturformel der Zitronensäure: Tabelle der pk S - und pk B -Werte: Henderson-Hasselbalch-Gleichung für Puffersysteme: - 2 -

3 Titrationskurven verschiedener Säuren mit Natronlauge Umschlagsbereiche verschiedener Indikatoren: - 3 -

4 - 4 -