Titration - Perchlorsäure

Question

Aufgabe:

Zu 50 ml einer Lösung von Perchlorsäure (HClO 4) werden bis zum Äquivalenzpunkt 12 ml Natronlauge (c = 0.1 mol/l) zugesetzt. a) Berechnen Sie Stoffmenge, Stoffmengenkonzentration und Massenanteil der Perchlorsäure in der Probe.

Problem: komplette Verzweiflung..

Answer 1

Hi, hier chemweazle,

Zu 50 ml einer Lösung von Perchlorsäure (HClO₄) werden bis zum Äquivalenzpunkt 12 ml Natronlauge (c = 0.1 mol/l) zugesetzt.

a) Berechnen Sie Stoffmenge, Stoffmengenkonzentration und Massenanteil der Perchlorsäure in der Probe.
Die Perchlorsäure ist eine sehr starke, einwertige(einbasige) Säure und liegt in wässriger Lösung, wie auch die anderen starken Säuren , z.B. Chlorwasserstoffsäure, vollständig, 100%-ig; dissoziiert vor.

Die Stoffmenge an H⁽⁺⁾-Ionen entspricht genau der Anzahl der Gegenionen, den Perchlorationen, gemessen in mol.

Die Stückzahl der Perchlorationen ist gleich der Anzahl der abgewogenen Moleküle an Perchlorsäure, die mit Wasser in einem Volumen von 50 ml in Lösung gebracht wurden.

Titration, Reaktionsgleichung für die Säure-Base-Reaktion

H⁽⁺⁾_(aq) + OH^(-)_(aq) + Na⁽⁺⁾_(aq) + ClO₄^(-)_(aq) → H₂O + ClO₄^(-)_(aq)

Die zugegebene Stoffmenge an OH^(-)-Ionen ist gleich der Stoffmenge an Natronlauge und gleich der Molzahl der eingewogenen und in der Probe gelösten Perchlorsäure.

n(NaOH) = n(OH^(-)) = n(H⁽⁺⁾) = n(ClO₄^(-)) = n(HClO₄)_eingewogen

$$c(NaOH) = \frac{0,1\cdot mol}{l} = \frac{0,1\cdot mmol}{ml}$$

n(NaOH) = c(NaOH) * V(NaOH)
$$n(NaOH) = \frac{0,1\cdot mmol}{ml}\cdot 12\cdot ml = 1,2\cdot mmol$$

n(Perchlorsäure)eingewogen = 1,2 mmol

Es wurden 1,2 mmol an Stoffmenge der Perchlorsäure abgewogen und mit Wasser auf ein Lösungsvolumen von 50ml verdünnt.

Die Einwaagekonzentration an Perchlorsäure:
$$c(HClO_{4}) = \frac{n(HClO_{4})}{V} = \frac{1,2\cdot mmol}{50\cdot ml} = 0.024\cdot \frac{mol}{l}$$

Die Massenkonzentration, oft mit dem griechischen Kleinbuchstaben beta, β abgekürzt:

$$\beta = \frac{m(HClO_{4})}{V}$$ und mit: $$m(HClO_{4}) = n(HClO_{4})\cdot M(HClO_{4})$$, folgt:
$$\beta = \frac{n(HClO_{4})\cdot M(HClO_{4})}{V} = M(HClO_{4})\cdot c(HClO_{4})$$

Molmasse an Perchlorsäure(wasserfrei),

M(HClO₄) = (1,0079+35,453+15,9994*4) g / mol = 100,4585 g / mol

$$\beta = 100,4585\cdot \frac{g}{mol}\cdot 0.024\cdot \frac{mol}{l} = 2,4110\cdot \frac{g}{l}$$

Für die Berechnung des Massenteils der Perchlorsäure in der Probe fehlt die Masse der Probe oder die Dichte der 50 ml Perchlorsäurelösung.