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Titration - Auswertung & Berechnungen
Für die Aufgabe betrachten wir die Titration von Salzsäure (HCl) mit Natronlauge (NaOH). Gegeben ist, dass 25 ml NaOH (0,1 M) verbraucht wurden, um die Probelösung zu neutralisieren. Die Konzentration der homogenisierten Probe wurde mit \(0,125 \, \text{M}\) berechnet. Um die gestellten Größen zu berechnen, gehen wir wie folgt vor:
Berechnung der absoluten Masse von HCl:
Die Reaktionsgleichung zwischen HCl und NaOH lautet:
\( \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \)
Aus der Gleichung geht hervor, dass die Stoffmengenverhältnisse zwischen HCl und NaOH 1:1 sind.
1. Zuerst berechnen wir die Stoffmenge von NaOH, die verbraucht wurde:
\( n(\text{NaOH}) = c(\text{NaOH}) \times V(\text{NaOH}) \)
\( n(\text{NaOH}) = 0,1 \, \text{M} \times 0,025 \, \text{L} \)
\( n(\text{NaOH}) = 0,0025 \, \text{mol} \)
Da das Verhältnis zwischen NaOH und HCl 1:1 ist, gilt:
\( n(\text{HCl}) = n(\text{NaOH}) = 0,0025 \, \text{mol} \)
2. Nun berechnen wir die Masse von HCl:
\( m(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \times M(\text{HCl}) \)
Die molare Masse von HCl beträgt etwa \(36,46 \, \text{g/mol}\).
\( m(\text{HCl}) = 0,0025 \, \text{mol} \times 36,46 \, \text{g/mol} \)
\( m(\text{HCl}) = 0,09115 \, \text{g} \)
Berechnung der gewichtsbezogenen Volumenprozent:
Da keine spezifischen Dichten gegeben sind, und die Frage nach der Möglichkeit, die Lösung zu wiegen, gestellt wurde, überspringen wir den konkreten Berechnungsschritt für die gewichtsbezogenen Volumenprozent. Typischerweise benötigt man für diese Berechnung das spezifische Gewicht der Lösung.
Berechnung der Massenkonzentration \( \rho \) (g/L):
Die Massenkonzentration gibt an, wie viel Gramm des gelösten Stoffes in einem Liter der Lösung gelöst sind. Wir kennen die Masse der HCl in der entnommenen Lösung (0,09115 g) und das Volumen dieser Lösung (100 ml oder 0,1 L nach der Verdünnung).
\( \rho(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{V(\text{Lösung})} \)
\( \rho(\text{HCl}) = \frac{0,09115 \, \text{g}}{0,1 \, \text{L}} \)
\( \rho(\text{HCl}) = 0,9115 \, \text{g/L} \)
Berechnung der Stoffmengenkonzentration \(c\) (mol/L):
Die Stoffmengenkonzentration wurde schon als \(0,125 \, \text{M}\) angegeben. Diese Information wurden wohl aus einem vorherige Schritt der Berechnung oder Messung ermittelt, wobei die Konzentration sich auf die ursprüngliche Verdünnung (bis 100 ml) und die Entnahme von 20 ml, die erneut auf 100 ml aufgefüllt wurde, bezieht.
In diesem Kontext hat man die Berechnung basierend auf der originalen Stoffmenge der HCl (vor der weiteren Verdünnung) durchgeführt oder implizit die Konzentration nach der ersten Verdünnung betrachtet und diese Information für die Formulierung der Aufgabenstellung verwendet.
Zur Klarheit: Die ursprüngliche Berechnung der Stoffmengenkonzentration vor jeglicher Verdünnung würde von der angenommenen, ursprünglichen Salzsäuremenge in den 100 ml ausgehen oder von der genannten Konzentrationsberechnung \(0,125 \, \text{M}\) für die verdünnte Probe, wenn das Volumen noch einmal auf 100 ml aufgefüllt wurde.
