Was ist die Freie- und Gesamtalkalität bei der Laugenkonzentrationmessung?

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Ha, meine Kristallkugel wird klar: Vielleicht titrierst Du eine mit Carbonat ver­seuchte NaOH? Das kommt vor, wenn die NaOH an der Luft steht und CO₂ absorbiert, nach

2 OH⁻ + CO₂  ⟶  H₂O + CO₃⁻

Ein CO₂-Molekül verbraucht bei dieser Reaktion also 2 OH⁻-Ionen.

Nehmen wir an, Du titrierst eine 0.1 mol/l NaOH (10 ml, verdünnt auf 50 ml im Titrier­kolben) mit 0.1 mol/l HCl. Deine NaOH hat aber leider 0.01 mol/l CO₂ absorbiert (was lt. Reaktions­gleichung 0.02 mol/l NaOH bindet), folglich ist sie in der Realität eine Mischung aus 0.08 mol/l NaOH plus 0.01 mol/l Na₂CO₃.

Im ersten Schritt titriert Du bis zum Umschlag des Phenol­phthaleins bei etwa pH 9. Damit hast Du zwei Spezies, die Du gleich­zeitig titrierst:

OH⁻ + H₃O⁺  ⟶ 2 H₂O

CO₃²⁻ + H₃O⁺  ⟶  HCO₃⁻ + H₂O

Für den Umschlag brauchst Du 9 ml Maßlösung: 8 ml für die NaOH und 1 ml für das Na₂CO₃. Das ist Dein p=9 ml.

Jetzt titrierst Du weiter Da Deine Probe 0.01 mol/l Na₂CO₃ enthält, ver­brauchst Du einen weiteren Milli­liter (Dein m=10 ml) bis zum zweiten End­punkt, der mit Methyl­orange an­gezeigt wird, bei etwa pH 4. Die Reaktion ist

HCO₃⁻ + H₃O⁺  ⟶  2 H₂O + CO₂

Was bedeutet aber Dein 2·p − m = 8 ml? Das ist genau der Verbrauch, der auf die echte NaOH zurückzuführen ist (0.08 mol/l), ohne das ebenfalls vorhandene Na₂CO₃. Experimentell läßt sich das nicht bestimmen, deshalb muß man es raus­rechnen. Der komische Faktor 0.4 rechnet das wahr­schein­lich auf Kon­zentra­tion um, da stecken dann Deine Ali­quote und die Konzentration der Maßlösung drin. Der ganze Ausdruck 0.4·(2ṗ−m) ist also vermutlich die Stoff­mengen­konzen­tra­tion (keine %) der echten NaOH.

Das p ist also proportional zur Summe aus den Stoffmengen bzw. Kon­zentra­tionen von NaOH und Na₂CO₃. Das m ist propor­tional zur Summe aus NaOH plus zwei mal Na₂CO₃; die Differenz m−p (1 ml in meinem Beispiel) ist proportional zur Kon­zentra­tion/Stoff­menge von Na₂CO₃. Und 2·p−m ist proportional zur NaOH ( = p − (m−p)).

Damit das klarer wird, hänge ich eine berechnete Titrations­kurve für mein Bei­spiel als Bild an. Die schwarze Kurve ist der pH-Wert in Ab­hängig­keit vom Ver­brauch, die Äqui­valenz­­punkte sieht man in den weißen Kurven (1. Ableitung) als Minima.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
 - (Chemie, Konzentration, Labor)

Also ich habe das jetzt so verstanden:

Die Natronlauge nimmt  durch die Luft  CO2 auf.

Bei der Titration misst man bis zum p-Wert die Pufferkapazität der NaOH. Außerdem entsteht währenddessen aus CO2 Hydrogencarbonate, die ebenfalls bis zum Umschlagspunkt
gemessen werden. Da bei der Titration als Nebenprodukt Wasser und Kohlensäure entsteht, sinkt der pH-Wert.

 

Bis zum m-Wert misst man die Pufferkapazität von der NaOH und von den Hydrogencarbonaten zweimal, weiter bis zum Äquivalenzpunkt. Dies macht man aus dem Grund, um die tatsächliche NaOH-Konzentration zu ermitteln, da die Hydrogencarbonate, die während der Titration entstehen, zu einem falschen Messergebnis führen würden → Dafür gibt man die Titerwerte in die Formel ein:

((p x 2)- m) x 0,04

Die Hydrogencarbonate heben sich bei der Formel auf, sodass man die „echte“ Konzentration der NaOH hat.

Die 0,04 setzt sich aus der molaren Masse von der NaOH und der Salzsäure zusammen.

 Richtig????

 

 

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@Flo39641

Aber wenn ich die NaOH mit "normalem Wasser" verdünne, nimmt die NaOH auch schon Hydrogencarbonate auf, oder?

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@Flo39641

Die Natronlauge nimmt  durch die Luft  CO2 auf.

Ich nehme an, daß das das Thema Deiner Arbeit ist. Aber erinnere Dich: Das ist meine Vermutung, nach der frag­men­tari­schen Beschreibung die Du hier gegeben hast. Vielleicht hast Du ja auch etwas ganz anderes gemacht.

Was Du schreibst, ist eine richtige Zusammenfassung — nur das Wort Puffer­kapazität ist falsch (das ist was ziemlich anderes), Du kannst Laugen­gehalt oder Neutralisations­äquivalent oder so was ähnliches sagen.

Bei den 0.04 sehe ich nicht wirklich durch. Ich würde einfach 2p−m nehmen (p und m sind Volumina, also 2p−m auch) und es das „um Carbo­nat korrigierte Titrations­volumen“ nennen. Daraus kann man dann aus­rechnen, was man will, z.B. die Kon­zen­tra­tion oder irgend­eine Größe, die das Ausmaß der Carbonat-Kon­ta­mina­tion beschreibt.

0.04·(2p−m) müßte eigentlich auch ein Volumen sein; vermutlich hat der Faktor 0.04 in Wahr­heit eine Einheit, die Du nicht dazu­geschrie­ben hast.

Kleine Verständnisfrage: Wie wären die p- und m-Werte, wenn die NaOH (a) völlig sauber, also CO₂-frei wäre? (b) die NaOH die maximale Menge CO₂ auf­genom­men hätte, also reines Na₂CO₃ wäre?

Aber wenn ich die NaOH mit "normalem Wasser" verdünne, nimmt die NaOH auch schon Hydrogencarbonate auf, oder?

Wasser enthält (wenn es nicht gereinigt und danach penibel luftdicht ver­schlos­sen gelagert und gezapft wird) immer CO₂. Das gilt für Leitungs­wassser ebenso wie für dreifach destilliertes. Aller­dings sind die Mengen sehr klein und für die Volu­metrie eher zu ver­nachl­ässi­gen, weil die Lös­lich­keit von CO₂ in H₂O über­schau­bar ist.

NaOH-Lösung aber schlüft CO₂ wie ein Alkoholiker die Brandy­bottle. Das beginnt bereits beim Herstellen der Lösung. Und in einer Bürette läßt sich der Luftz­utritt nicht so ohne weiteres ver­mei­den, weil man ja Druck­ausgleich braucht.

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Ehrlich gesagt fange ich mit der Beschreibung nicht allzu viel an. Vermutlich hast Du zwei verschiedene Basen in Deiner Suppe, vielleicht NaOH und NH₃, aber dann kann ich den Faktor zwei auch nicht wirklich erklären. Genauso wenig wie das 0.04 (hat vermutlich etwas mit Deinen Probenaliquoten und der Konzentration der Maßlösung zu tun).

Was für eine Art Probe titrierst Du? Womit titrierst Du? Wie bereitest Du die Probe vor?

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

NaOH. Titrierlösung 0,1 mol HCl

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Die Formel lautet richtig (( p-wert x2) - m-wert) x 0,04

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