DO1 les 5 H13.4 Eindpuntbepaling en terugtitratie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Voorbereiding DO 5VWO

Hoofdstuk 7.1 t/m 7.4 Zuren en basen

Hoofdstuk 9.2 Redoxreacties

Hoofdstuk 13.1 Analyse en onderzoek

Hoofdstuk 13.4 Gehaltebepaling

Les 5 Eindpuntbepaling en terugtitratie

Programma

• Nakijken berekening EXP 1  > zie gedeelde LU
  
• Uitleg eindpuntbepaling (H13.4) en terugtitratie
• Maken opgave 42 + 44 van 7.4

Directe titratie

De titrant reageert direct met de analiet tot equivalentiepunt:

mol titrant

mol analiet

analiet

titrant

Directe titratie

De titrant reageert direct met de analiet tot equivalentiepunt:

Voorwaarde: aflopende reactie!

mol titrant

mol analiet

zoutzuur

natronloog

Bijvoorbeeld EXP1:

In het steilste deel van de grafiek ligt het equivalentiepunt: al het zuur heeft dan precies gereageerd met OH^-

Verklaring vorm van de grafiek:

pH 1 -> pH 2    [H₃O⁺] = 0,10 -> 0,01 M

pH 5 -> pH 6   [H₃O⁺] = 0,000010 ->                                                             0,000001 M

Waarom veranderde de indicator ineens zo snel van kleur?

Eindpuntbepaling bij een zuur-base titratie

Kies de indicator zó dat hij omslaat in het steile stuk (BINAS T52A)

Eindpuntbepaling bij een redox titratie

de titrant of analiet heeft een kleur en het reactieproduct is kleurloos

bijvoorbeeld:

 MnO42- --> Mn2+

paars               kleurloos

I2 (zetmeel) --> 2 I- (zetmeel)

blauw             -->   kleurloos

Eindpuntbepaling bij een exotherme reactie

Waarom daalt de temperatuur weer na het equivalentiepunt?

Eindpuntbepaling bij een endotherme reactie

 Na het equivalentiepunt vindt er geen reactie meer plaats.

De oplossing neemt warmte op van de omgeving en stijgt weer in temperatuur.

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

Dit wordt gebruikt als:

• de te bepalen analiet geen scherp eindpunt geeft.
  
• er voor de te bepalen analiet en de titrant geen goede eindpuntindicator beschikbaar is.
  

analiet

titrant

overmaat

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

Voorbeeld

Hoeveel mmol fosforzuur (H3PO4)  zit er in 50,00 mL cola?

Er wordt een overmaat van 50 mmol OH- toegevoegd. Voor de titratie van de overgebleven OH- is 15 mmol H3O+ nodig.

analiet

titrant

overmaat

Terug titratie

uitwerking

Voorbeeld

Hoeveel mmol fosforzuur (H3PO4) zit er in 50,00 mL cola?

Er wordt een overmaat van 50 mmol OH- toegevoegd. Voor de titratie van de overgebleven OH- is 15 mmol H3O+ nodig.

uitwerking

Voorbeeld

Hoeveel mmol fosforzuur (H3PO4) zit er in 50,00 mL cola?

Er wordt een overmaat van 50 mmol OH- toegevoegd. Voor de titratie van de overgebleven OH- is 15 mmol H3O+ nodig.

opgave 44 van H7.4

(blz 46 5VWO)

Fosforzuur gehalte in Cola bepalen (in g / L)

a) Geef de reactievergelijking van opgelost fosforzuur, H3PO4(aq), met natronloog.

a) Geef de reactievergelijking van opgelost fosforzuur, H₃PO₄ (aq), met natronloog.

H3PO4 (aq)    +    3 OH- (aq)   ->   3 H2O (l)    +    PO43- (aq)

b) Voorafgaand aan de bepaling v/h gehalte fosforzuur wordt cola verwarmd om het koolzuurgas te verwijderen.

Waarom is dit nodig?

Opgelost koolstofdioxide vormt koolzuur: 

CO2 (aq)   +   H2O (l)  ->   H2CO3 (aq)

Koolzuur is net als fosforzuur ook een zuur, 

dus dat zou ook reageren als je titreert met OH-

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

wat is gegeven? Maak een schema van het experiment en noteer getallen erbij

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Terug titratie

Aan de analiet wordt een nauwkeurige overmaat toegevoegd.

De overmaat wordt bepaald m.b.v. een titratie.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Begin je berekening bij de gegevens van de titratie: bereken hoeveel mol OH- er in overmaat was.

Werk daarna de rest van de opgave door

Over 10 min nabespreken

Eerder klaar? Ga verder met opgave 42

Terug titratie

Waar is het handig om te beginnen met de berekening?

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

Terug titratie

c) Bereken het aantal mmol OH- dat in overmaat aanwezig is. (maak de berekening in je schrift)

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

c)Bereken het aantal mmol OH^- dat in overmaat aanwezig is.

• aantal mmol H3O+ = 5,37 * 0,450 = 2,417
  
• H3O+ : OH- = 1 : 1
• dus er heeft 2,417 mmol OH- gereageerd met H3O+

• dit zit in 25,00 mL. In 100,0 mL zat dus 4 * 2,417 = 9,666 mmol OH- 
  

Dit is de overmaat OH^- bij 2)

Terug titratie

d) Bereken hoeveel mol fosforzuur 25,00 mL cola bevat.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

 9,666 mmol OH-

Na reactie met H3PO4 is er nog 9,666 mmol OH- over. Hoeveel OH- is in totaal toegevoegd? Dus hoeveel OH- heeft gereageerd met H3PO4?

Terug titratie

d) Bereken hoeveel mol fosforzuur 25,00 mL cola bevat.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

gegeven:

de overmaat OH^- = 9,666 mmol 

d) Bereken hoeveel mmol fosforzuur 25,00 mL cola bevat.

Overmaat: 9,666 mmol OH^- 

• Aantal mmol OH^- dat in totaal was toegevoegd (bij stap 2):  

      25,00 mL * 0,5000 mmol/mL = 12,50

• aantal mol OH^- dat heeft gereageerd met fosforzuur:
  

     12,50 - 9,666 = 2,834

• H₃PO₄ : OH^- = 1 : 3

dus er was 2,834 : 3 = 0,9447 mmol fosforzuur

Terug titratie

e) Bereken het fosforzuurgehalte in de onderzochte Cola in g/L.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

gegeven: in 25,00 mL Cola zit 0,9447 mmol fosforzuur

Kijk goed naar de eenheden: welke rekenstappen zijn nog nodig?

Terug titratie

e) Bereken het fosforzuurgehalte in de onderzochte Cola in g/L.

H3PO4

H3O+

OH-                overmaat

gegeven: in 25,00 mL Cola zit 0,9447 mmol fosforzuur

e) Bereken het fosforzuurgehalte in de onderzochte Cola in g/L.

Er was 0,9447 mmol fosforzuur in 25,00 mL cola.

• In 1,00 L cola zit 0,9447 *40 = 37,79 mmol fosforzuur
  

• M(H₃PO₄) = 97,997 g/mol
  

• Het fosforzuurgehalte in Cola is 
  

       37,79 * 10^-3 * 97,997 = 3,70 g/L

Eigen werk

Bestudeer H13.4 voorbeeldopdracht 7 (stencils V6)

Goed doorlezen: Experiment 2 – les 1 (oefenboekje)

Maken + nakijken (studiewijzer Magister): 

 opgave 42 (blz 45, 5VA boek) 

opgave 33 + 34 van H13.4 (stencil blz 131) 

tip: lees als voorbereiding bij deze opgave ook blz 122+123 door