Hi, hier chemweazle,
Bestimmen Sie die Konzentration der Essigsäure durch Titration mit Natronlauge (c(NaOH) = 1mol/l).
GRUNDINFORMATIONEN
Vermischen Sie in einem Erlenmeyer- kolben 0,5 mol Essigsäure (30 g bzw. 29 ml) und 0,5 mol Ethanol (23 g bzw. 28 ml). In einem zweiten Erlenmeyerkolben ver- einigen Sie 0,5 mol Essigsäureethylester (44 g bzw. 49 ml) und 0,5 mol Wasser (9 g bzw. 9 ml). Geben Sie noch in jeden Kolben 0,2 ml konz. Schwefelsäure und schütteln V1 Sie. Lassen Sie die Kolben verschlossen mindestens 10 Tage stehen.
AUFGABE
a) Berechnen Sie die Anfangskonzentra- tion der Essigsäure von V1. b) Bereits nach 5 Tagen wird dem ersten Kolben eine Probe A1 von 5 ml entnommen. Bei der Titration zur Bestimmung der Essigsäure werden 18 ml Natronlauge (c(NaOH) = 1mol/l) verbraucht. Berechnen Sie die Konzentration und die Stoffmenge der Essigsäure.
Säurekatalysierte Versterungsreaktion von Essigsäure mit Ethanol zu Essigsäureethylester und die säurekatalysierte Verseifung von Essigsäureethylester, die Umkehrreaktion der Veresterung. Beide Reaktionen sind reversibel und somit Gegenreaktionen.
| Katalysator: ( H(+) ) | |
| Veresterung, Hinreaktion, → | |
| CH3(C=O)-OH + HO-C2H5 | ⇌ | CH3(C=O)-O-C2H5 + H2O |
| Verseifung, Rückreaktion, ← | |
Im Erlenmeyerkolben Nr. 1 laufen die Versterungsreaktion mit der Verseifungsreaktion als Umkehrreaktion bis zum Ende, dem Gleichgewichtszustand ab. Im dynamischen Gleichgewicht, am Ende der Reaktion, sind die Reaktionsgeschwindigkeiten der Hinreaktion, Esterbildung, und der Rückreaktion, der Verseifung, betragsgleich groß.
Im Erlenmeyerkolben Nr. 2 läuft die Verseifung, mit der Veresterung als Umkehrreaktion bis zum Ende, dem Gleichgewichtszustand, ab.
Am Ende liegen in beiden Erlenmeyerkolben die Ausgangsstoffe, Edukte und die Produkte in ihren Gleichgewichtskonzentrationen vor.
Berechnung der Essigsäurekonzentrationen, Ethansäurekonzentration, Anfangskonzentration vor beginn der Reaktion
Abkürzungen: Ethansäure(essigsäure) HOAc
Anfangskonzentration der Essigsäure: [HOAc]0
Anfangsstoffmenge der Essigsäure: n0(HOAc)
Erlenmeyerkolben Nr. 1
n0(HOAc) = 0,5 mol = 500 mmol
Das Volumen des Reaktionsgemisches, abgk. mit V, ist die Summe der Volumina der einzelnen Komponenten.
V = V(Essigsäure) + V(Ethanol) + V(Schwefelsäure)
V(Essigsäure) = 29 ml, V(Ethanol) = 28 ml, V(Schwefelsäure) = 0,2 ml
V = (29 + 28 + 0,2 ) ml = 57,2 ml
$$[HOAc]^{0} = \frac{n0(HOAc)}{V} = \frac{500\cdot mmol}{57,2\cdot ml} \approx 8,741\cdot \frac{mmol}{ml} $$
$$[HOAc]^{0} = 8,741\cdot \frac{mol}{l} $$
Bestimmung der Stoffmenge, n(HOAc), und der Konzentration, [HOAc], der Essigsäure nach 5 Tagen Reaktionsdauer mit Säure-Basetitration
Titration
Reaktionsgleichung
HOAc + NaOH → NaOAc + H2O
c(NaOH) = 1 mol / l = 1 mmol / ml
V(NaOH) = 18 ml
Probenvolumen, Aliquot: 5 ml
Ein mol einbasige, einwertige Essigsäure verbraucht 1 mol NaOH unter Bildung von 1 mol Natriumacetat(NaOAc). Die Stoffmenge an verbrauchter NaOH entspricht der Stoffmenge an Essigsäure in der 5ml-Probe, dem Aliquot. Die Konzentration der Essigsäure ergibt sich aus der Stoffmenge an Ethansäure geteilt durch das Volumen des Aliquotes von 5 ml.
Die Konzentration der Ethansäure im Aliquot (Probe) ist identisch mit der Essigsäurekonzentration im Reaktionsgemisch.
n(HOAc)verbraucht = n(NaOH)verbraucht
n(NaOH) = c(NaOH) * V(NaOH) = ( 1 mmol / ml ) * 18 ml = 18 mmol
n(HOAc)verbraucht = 18 mmol
$$[HOAc] = \frac{n(HOAc)}{V(Aliquot)} = \frac{18\cdot mmol}{{5\cdot ml} = 3,6\cdot \frac {mmol}{ml}$$
$$[HOAc] = 3,6\cdot \frac {mol}{l}$$
