Hi, hier chemweazle,
Maximale Säure-Neutralisationsfähigkeit
Aufgabe: Berechne die maximale Säure-Neutralisationsfähigkeit einer Rennie-Tablette und berechnen sie die Stoffmenge an Chlorwasserstoff
Geg: 25mL(1mol/L Maßlösung) werden in einen Erlenmeyerkolben gegeben, danach wird eine Rennie-Tablette hinzugefügt und vollständig gelöst. Diese wird gegen Natronlauge(1mol/L Maßlösung) titriert.
Rücktitration
9.6 mL Natronlauge verbraucht zum Farbumschlag
Eine Tablette enthält laut Etikett 680mg(CaCO3) und 80mg(MgCO3*Mg(OH)2*2H2O)
Der durch Acidimetrie experimentell best. Chlorwasserstoffverbrauch einer Tablette
Reaktionsgleichungen
Für Calciumcarbonat
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2(aq) + H2O + CO2(g) ↑
Für das bas. Magnesiumcarbonat
MgCO3 * Mg(OH)2 * 2 H2O + 4 HCl(aq) → 5 H2O + 2 MgCl2(aq) + CO2(g) ↑
Bem.: Die Reaktionsgleichungen sind gut formuliert.
Problem:
Ich habe das Problem auf eine Konkrete aussage zu kommen. Außerdem weiß ich nicht genau wie ich auf die Stoffmenge des Chlorwasserstoffes kommen soll.
Ansatz:
Geg: 25mL(1mol/L Maßlösung), das ist sicherlich die HCl-Lsg., werden in einen Erlenmeyerkolben gegeben, danach wird eine Rennie-Tablette hinzugefügt und vollständig gelöst. Diese wird gegen Natronlauge(1mol/L Maßlösung) titriert.
Maßlösungen:
c(HCl) = 1 mol / l und c(NaOH) = 1 mol / l
Die überschüssige Salzsäure wird durch Rücktitration ermittelt.
Die Stoffmenge an Chlorwasserstoff der im Überschuß zugegebenen HCl-Lsg., abgekürzt mit n(HCl)zugegeben ist die Summe aus der durch die Säure-Base-Reaktion mit den Bestandteilen Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid und Calciumcarbonat der Tablette verbrauchten Stoffmenge an HCl, abgekürzt mit n(HCl)verbraucht plus die unverbrauchte, überschüssige Stoffmenge an HCl, abgekürzt mit n(HCl)übrig.
n(HCl)zugegeben = n(HCl)verbraucht + n(HCl)übrig
Die interessante Größe ist also die durch die Tablette verbrauchte Stoffmenge an HCl.
n(HCl)verbraucht = n(HCl)zugegeben - n(HCl)übrig
n(HCl)zugegeben = [HCl] * V(HCl) = [1mmol / ml] * 25 ml = 25 mmol = 0,025 mol
Rücktitration, Best. von n(HCl)übrig
Reaktionsgleichung für die Rücktitration, Titration einer starken Säure mit einer starken Base
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O
V(NaOH) = 9,6 ml, [NaOH] = [ 1 mmol /ml ]
9.6 mL Natronlauge verbraucht zum Farbumschlag
Am Äquivalenzpunkt müsste n(NaOH)=n(HCl) sein.
Das ist richtig.
n(NaOH)= c(NaOH) * V(NaOH) = ( 1 mol/L ) * 0.0096L=0.0096 mol = n(HCl)übrig
n(HCl)zugegeben = ( 1 mol/L ) * 0.025 L = 0.025 mol
n(HCl)verbraucht = 0.025 mol - 0.0096 mol = 0.0154 mol, aber dies scheint mir falsch zu sein oder nicht?
Doch das ist okay.
Das sehr gut und richtig gerechnet.
n(HCl)verbraucht = n(HCl)zugegeben - n(HCl)übrig
Pro Tablette des Antacidums mit dem Handelsnamen „Rennie“® werden laut der acidimetrischen 0,154 mol Chlorwasserstoff durch Säure-Base-Reaktion verbraucht.
Das kommt vom Wert gut hin.
Man kann den Chlorwassestoffverbrauch auch anhand der Zusammensetzung der Tablette den Molmassen der Bestandteile und unter Zuhilfenahme der Reaktionsgleichungen berechnen.
Zunächst mal die Molmassen vom Calciumcarbonat und vom basischen Magnesiumcarbonat-Dihydrat ausrechnen:
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Richtig ist auch, daß 1 mol Calciumcarbonat 2 mol Chlorwasserstoff neutralisiert und 1 mol des basischen Magnesiumcabonat-Dihydrat 4 mol Chlorwasserstoff beim vollstänigen Umsatz 4 mol HClaufbraucht.
(siehe die Reaktionsgleichungen)
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Molmassen der Bestandteile Calciumcarbonat (Calcit) und Basisches Magnesiumcarbonat( Magnesiumcarbonat-Magnesiumhydroxid-Dihydrat)
M(CaCO3) = ( 40,08+12,011+15,9994*3 ) g / mol = 100,0892 g / mol
Basisches 1:1-Magnesiumcarbonat-Dihydrat
MgCO3 * Mg(OH)2 * 2 H2O
Bruttoformel:
CH6O7Mg2
M(CH6O7Mg2) = (12,011+1,0079*6+15,9994*7+ 24,305*2) g / mol
M(CH6O7Mg2) = 178,6642 g / mol
Stoffmengen der Bestandteile einer Tablette
$$n(CaCO_{3}) = \frac{m(CaCO_{3})}{M(CaCO_{3})}$$
$$n(MgCO_{3}*Mg(OH)_{2}*2*H_{2}O) = \frac{m(MgCO_{3}*Mg(OH)_{2}*2*H_{2}O)}{M(MgCO_{3}*Mg(OH)_{2}*2*H_{2}O)}$$
$$n(CaCO_{3}) = \frac{0,08\cdot g\cdot mol}{100,0892\cdot g}$$
n(CaCO3) = 0,00679393980569332155717100346491 mol ≈ 0,0068 mol
$$n(MgCO_{3}*Mg(OH)_{2}*2*H_{2}O) = \frac{0,08\cdot g\cdot mol}{178,6642\cdot g}$$
n(MgCO3 * Mg(OH)2 * 2 H2O) ≈ 4,478 * 10-4 mol
Die Stoffmenge an Chlorwasserstoff, die max. durch die Säure-Base-Reaktion mit einer Tablette abgefangen werden kann:
n(HCl) = 2 * n(CaCO3) + 4 * n(MgCO3 * Mg(OH)2 * 2 H2O)
n(HCl) = 2 * 0,0068 mol + 4 * 0,0004478 mol = 0,0153912 mol ≈ 0,0154 mol
