Berechnen Sie den Fluorid-Massenanteil (w(F–)) in der Probe

Question

Aufgabe

Zur Bestimmung des Fluoridgehaltes in einer Natriumfluorid-haltigen Probe
werden 200,0 mg Probesubstanz gelöst und 50 mL Calciumchlorid-Maßlösung
(c = 0,05 mol/L, t = 0,9846) zugegeben. Dabei fällt CaF2 aus, wobei der
Überschuss an Ca2+ aus dem CaCl2 in Lösung bleibt. Bei der anschließenden
Titration mit EDTA-Maßlösung werden 22,15 mL Na2-EDTA (c = 0,05 mol/L,
t = 0,9895) bis zum Umschlagpunkt benötigt.
Berechnen Sie den Fluorid-Massenanteil (w(F–)) in der Probe

Problem/Ansatz:

Wie kann ich hier den Fluorid-Massenanteil bestimmen?

Comments

Hey, ich kann dir leider keine Antwort geben da ich genau die gleiche Frage als Hausaufgabe habe und selbst nicht weiter komme, bist du mittlerweile auf die Lösung gekommen?

Wenn ja könntest du sie hier  vielleicht auch veröffentlichen? Das wäre sehr hilfreich und Nett ^^

Answer 1

Hi, hier chemweazle,

Zu

Berechnen Sie den Fluorid-Massenanteil (w(F^(-))) in der Probe

Zur Bestimmung des Fluoridgehaltes in einer Natriumfluorid-haltigen Probe
werden 200,0 mg Probesubstanz gelöst und 50 mL Calciumchlorid-Maßlösung
(c = 0,05 mol/L, t = 0,9846) zugegeben.
Dabei fällt CaF₂ aus, wobei der Überschuss an Ca²⁺ aus dem CaCl₂ in Lösung bleibt.

Bei der anschließenden Titration mit EDTA-Maßlösung werden 22,15 mL Na₂H₂-EDTA (c = 0,05 mol/L, t = 0,9895) bis zum Umschlagpunkt benötigt.

Fällungsreaktion(Reaktionsgleichung)

Ca²⁺_(aq) + 2 F^-_(aq) → CaF_2(s)↓

Ein mol Calciumionen bildet mit 2 mol Fluoridionen 1 mol Calciumfluorid-Kristalle(Bezeichnung des Minerals: Flußspat, Fluorit).
Konzentration der Calciumchlorid-Lösung:

c(CaCl₂) = 0,05 mol /l * 0,9846 = 0,04923 mol / l = 0,04923 mmol / ml

Volumen der für die Fällung überschüssig eingesetzten Calciumchlorid-Lsg.

V(Ca²⁺-Lsg) = 50 ml

Die zugegebene Stoffmenge an Calciumchlorid, auch gleich der Calciumionen lautet:

n(Ca²⁺) = c(CaCl₂) * V(Ca²⁺-Lsg)

n(Ca²⁺) = 0,04923( mmol / ml) * 50 ml = 2,4615 mmol

Von der zugegeben Stoffmenge an Calciumionen, n(Ca²⁺), wurde ein Teil für die Calciumfluorid-Fällung verbraucht, n(CaF₂), und der überschüssige Teil bleibt weiterhin in Lösung, gekennzeichnet mit n(Ca²⁺)übrig .

Es gilt die Calciumbilanz: n(Ca²⁺) = n(CaF₂) + n(Ca²⁺)übrig

Die übrige gebliebene Stoffmenge, die überschüssige Stoffmenge an Calciumionen, wird durch komplexometrische Titration mit EDTA, genauer Na₂H₂EDTA, als Komplexbildner bestimmt.

Komplexometrische Titration

Reaktionsgleichung

[Ca(H₂O)₆]⁽²⁺⁾ + H₂EDTA^(2-)_(aq) → [Ca(EDTA)]^(2-) + 2H⁽²⁺⁾_(aq) + 6 H₂O

1 mol EDTA komplexiert 1 mol Calciumionen.

n(Ca²⁺)übrig = n(EDTA)

c(EDTA)= (0,05 mol/L, t = 0,9895) = 0,05 * 0,9895 mol / l = 0,049475 mol / l = 0,049475 mmol/ml Verbrauch:

V(EDTA) = 22,15 ml

n(EDTA) = c(EDTA) * V(EDTA) = 0,049475( mmol/ml ) * 22,15 ml = 1,09587125 mmol ≈ 1,0959 mmol

n(Ca²⁺)übrig = n(EDTA) = 1,0959 mmol

n(CaF₂) = n(Ca²⁺)- n(Ca²⁺)übrig

n(CaF₂) = 2,4615 mmol - 1,0959 mmol = 1,3656 mmol

Ein mol Calciumfluoridkristalle oder 1 mol eines Einkristalles aus dem Mineralogischen Museum enthalten 2 mol Fluoridionen.

n(F^(-)) = 2 * n(CaF₂) = 2 * 1,3656 mmol = 2,7312 mmol

M(F) = 18,998403 mg / mmol

m(F^(-)) = n(F^(-)) * M(F)

m(F^(-)) = 2,7312 mmol * 18,998403 (mg / mmol) = 51,8884382736 mg ≈ 51,890 mg

Der Massenanteil w(F^(-)):

$$w(F^{(-)}) = \frac{m(F^{(-)})}{m(Probe)} = \frac{51,890\cdot mg}{200,0\cdot mg} = 0,25945 \approx 25,95 \%$$