Chemie: bouw van de materie en de chemische reacties II
Practicum 9: titratie van zwakke zuren en basen
1e Bachelor Bio-ingenieurswetenschappen – groep 2
Assistent: Xavier Deraet
9 mei 2022
1. KORTE SAMENVATTING
In dit practicum hebben we de titratie van zwakke zuren en basen bestudeerd.
In totaal werden vier titraties uitgevoerd namelijk de titratie van zwakke zuren: H3PO4 en
CH3COOH en de titratie van de zwakke basen: NH3 en Na2CO3. Het doel was om de
titratiecurves van elke titratie op te stellen. Dit werd op 2 manieren gedaan.
Enerzijds werden de titratiecurves theoretisch bepaald.
De pH werd hierbij berekend op verschillende percentage neutralisatie.
Aan de hand van de pH bij de equivalentiepunten werden de juiste zuur-base- indicator
gekozen zodat de indicator het equivalentiepunt met voldoende nauwkeurigheid aanduidde.
Anderzijds werden ook experimentele metingen genomen tijdens de titraties met behulp van
een pH-meter. De theoretische bepaalde indicator werd hierbij gebruikt.
Door middel van de metingen werd dan de titratiecurves opgesteld.
Als laatste werd ook de standaardisatie van een HCl- oplossing uitgevoerd.
2. INLEIDING
In dit paragraaf wordt de theoretische achtergrond besproken die voor dit practicum nodig
was:
• Om de pH te bepalen werd de volgende formule gebruikt:
pH=-log([𝐻3 𝑜+ ]) met
𝑐𝑧 − [𝐻3 𝑂+ ] + [𝑂𝐻 − ]
[𝐻3 𝑜 + ] = 𝑘𝑧 (1)
𝑐𝑏 − [𝑂𝐻 − ] + [𝐻3 𝑂+ ]
• Om de pOH te bepalen werd dan de volgende formule gebruikt:
p𝑂𝐻 = 14 − pH (2)
• De concentratie aan het oxonium-ion [𝐻3 𝑂 ] en het hydroxide-ion [𝑂𝐻 − ] kan als
+
volgt worden bepaald:
[𝐻3 𝑂+ ] = 10-pH (3)
[𝑂𝐻 − ] = 10-(14- pH) (4)
, • De pKz en pKb kan als volgt worden berekend:
p𝐾𝑧 = − log𝐾𝑧 (5)
p𝐾𝑏 = − log𝐾b (6)
• Voor het ionenproduct van water geldt het volgende:
𝑘𝑤 = [𝐻3 𝑂 + ] ∗ [𝑂𝐻 − ] = 10-14 (7)
3. MATERIAAL EN METHODEN
3.1 Materiaal
In dit practicum werd het volgende materiaal gebruikt:
• Een 25ml - buret
• De zwakke zuren 0,05 M H3PO4 en 0,1 M CH3COOH en de zwakke basen 1M NH3 en 0,5
M Na2CO3.
• Titreermiddelen: 1M NaOH- en HCl-oplossing
• Zuur-base-indicatoren: fenolftaleïne, methylrood en methyloranje.
• pH-meter + roersysteem en magneet
• Een 100 ml beker
• Een volumetrische pipet
• Gedestilleerd water
• Een analytische balans
• Een horlogeglas
3.2 Methoden
a) Experiment 1: Titratie van 0.1 M CH3COOH-oplossing (methaanzuur)
CH3COOH is een zwak zuur. Er werd dus 0.1M NaOH als titreermiddel gebruikt. Merk
op dat NaOH een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke stof
( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base zo snel
gebeurd.
De gekozen indicator voor deze titratie is fenolftaleïne
Eerst werd de buret gereinigd, gespoeld en gevuld met 0.1M NaOH.
Met een volumetrische pipet werd dan 20 ml CH3COOH in een 100 ml maatbeker
gebracht. Hieraan werd vervolgens 3 druppels fenolftaleïne en 20 ml gedestilleerd
water toegevoegd.
Het roersysteem werd aangezet en de titratie werd uitgevoerd.
De pH-meter werd gebruikt door de elektrode in de oplossing te plaatsen om het
verloop van de pH-waarden gedurende de titratie te volgen.
De titratie werd als volgt uitgevoerd:
In het begin werd snel getitreerd (met grote stappen van +/- 1 ml). Dichter bij het
equivalentiepunt werd er druppelsgewijze getitreerd. De titratie werd verder
uitgevoerd ook na het equivalentiepunt om de hele curve te bepalen.
, De pH werd genoteerd in functie van het toegevoegd volume NaOH.
b) Experiment 2: Titratie van 0,05M H3PO4- oplossing
H3PO4 is een zwak zuur. Er werd dus 0.1M NaOH als titreermiddel gebruikt. Merk op
dat NaOH een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke stof
( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base zo snel
gebeurd.
De titratie werd grotendeels analoog uitgevoerd als experiment 1.
Het verschil is dat er hier twee equivalentiepunten werd waargenomen omdat H3PO4
een meerbasig zuur is .
De gekozen indicator voor het eerste equivalentiepunt was methylrood en
fenolftaleïne voor de tweede.
Er werd dus eerst methylrood om het eerste equivalentiepunt waar te nemen. Na het
eerste equivalentiepunt werd fenolftaleïne gebruikt om het tweede equivalentiepunt
waar te nemen.
De equivalentiepunten werden eveneens waargenomen aan de hand van de pH-meter
door de pH-sprongen.
c) Experiment 3: Titratie van 1M NH3- oplossing
NH3 is een zwakke base. Er werd dus 0,1M HCl als titreermiddel gebruikt. Merk op
dat HCl een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke
stof ( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base
zo snel gebeurd.
De titratie wordt analoog uitgevoerd als experiment 1.
De gekozen indicator voor deze titratie is methylrood.
d) Experiment 4: Titratie van Na2CO3- oplossing ( natriumcarbonaat)
Na2CO3 is een zwakke base.Er werd dus 0,1M HCl als titreermiddel gebruikt. Merk
op dat HCl een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke
stof ( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base
zo snel gebeurd.
De titratie wordt analoog uitgevoerd als experiment 2.
Hier werd ook twee equivalentiepunten waargenomen omdat Na2CO3 een
meerzurig base is .
De gekozen indicator voor het eerste equivalentiepunt was fenolftaleïne en
methyloranje voor de tweede.
Er werd dus eerst fenolftaleïne om het eerste equivalentiepunt waar te nemen. Na
het eerste equivalentiepunt werd methyloranje gebruikt om het tweede
equivalentiepunt waar te nemen.
De equivalentiepunten werden eveneens waargenomen aan de hand van de pH-
meter door de pH-sprongen.
, e) Experiment 5 : Standaardisatie van een HCl-oplossing
De HCl-oplossing werd gestandaardiseerd aan de hand van natriumcarbonaat als
oertiterstof. Met dit oertiterstof werd de exacte concentratie van de HCl- oplossing
bepaald.
Er werd eerst een vooraf berekende hoeveelheid gra m( =0,10599 g, )
1
natriumcarbonaat opgelost in gedistilleerd water in een 100 ml erlenmeyer met 3
druppels methyloranje. Met de bekomen oplossing werd daarna een titratie
uitgevoerd. De concentratie van de HCl werd daaruit bepaald.
f) Kanttekening
• Wanneer de benaderingen gecontroleerd wordt, wordt er gekeken of het
juist is dat beschouwde concentratie groter is met een factor 102 dan de
andere beschouwde concentratie. Daarvoor is het belangrijk om eerst alle
concentraties om te zetten in machten van 10.
• Een geschikte indicator is een indicator die gaat reageren op de pH
verandering tijdens het equivalentiepunt waardoor er een kleuromslag is . De
pH-verandering wordt veroorzaakt door de vorming van een nieuwe stof net
na het equivalentiepunt: het geconjugeerde vorm van de oorspronkelijke
stof.
4. RESULTATEN
4.1 Theoretische bepaling van de titratiecurves
a) Experiment 1: Titratie van 0,1 M CH3COOH-oplossing
De reactie van de titratie is het volgende:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Het volume NaOH nodig om het eerste equivalentiepunt te bereiken is het volgende:
𝑛(𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻) 1 𝐶[CH3COOH]∗𝑉[CH3COOH]
= 1=
𝑛(𝑁𝑎𝑂𝐻) 𝐶[NaOH]∗V[NaOH]
𝐶[CH3COOH]∗𝑉[CH3COOH] 0,1 𝑀∗20 𝑚𝑙
→ V(NaOH)= 𝐶[NaOH]
→ V(NaOH)= 0,1 𝑀
= 20 ml
START:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
20 * 10-3l
0,1 M
Het aantal mol NH3 bij de start kan dus als volgt bepaald worden:
n= 0.1 M * 20 * 10-3 l = 0.002 mol CH3COOH
1
De berekening is terug te vinden in 4.1 e)
Practicum 9: titratie van zwakke zuren en basen
1e Bachelor Bio-ingenieurswetenschappen – groep 2
Assistent: Xavier Deraet
9 mei 2022
1. KORTE SAMENVATTING
In dit practicum hebben we de titratie van zwakke zuren en basen bestudeerd.
In totaal werden vier titraties uitgevoerd namelijk de titratie van zwakke zuren: H3PO4 en
CH3COOH en de titratie van de zwakke basen: NH3 en Na2CO3. Het doel was om de
titratiecurves van elke titratie op te stellen. Dit werd op 2 manieren gedaan.
Enerzijds werden de titratiecurves theoretisch bepaald.
De pH werd hierbij berekend op verschillende percentage neutralisatie.
Aan de hand van de pH bij de equivalentiepunten werden de juiste zuur-base- indicator
gekozen zodat de indicator het equivalentiepunt met voldoende nauwkeurigheid aanduidde.
Anderzijds werden ook experimentele metingen genomen tijdens de titraties met behulp van
een pH-meter. De theoretische bepaalde indicator werd hierbij gebruikt.
Door middel van de metingen werd dan de titratiecurves opgesteld.
Als laatste werd ook de standaardisatie van een HCl- oplossing uitgevoerd.
2. INLEIDING
In dit paragraaf wordt de theoretische achtergrond besproken die voor dit practicum nodig
was:
• Om de pH te bepalen werd de volgende formule gebruikt:
pH=-log([𝐻3 𝑜+ ]) met
𝑐𝑧 − [𝐻3 𝑂+ ] + [𝑂𝐻 − ]
[𝐻3 𝑜 + ] = 𝑘𝑧 (1)
𝑐𝑏 − [𝑂𝐻 − ] + [𝐻3 𝑂+ ]
• Om de pOH te bepalen werd dan de volgende formule gebruikt:
p𝑂𝐻 = 14 − pH (2)
• De concentratie aan het oxonium-ion [𝐻3 𝑂 ] en het hydroxide-ion [𝑂𝐻 − ] kan als
+
volgt worden bepaald:
[𝐻3 𝑂+ ] = 10-pH (3)
[𝑂𝐻 − ] = 10-(14- pH) (4)
, • De pKz en pKb kan als volgt worden berekend:
p𝐾𝑧 = − log𝐾𝑧 (5)
p𝐾𝑏 = − log𝐾b (6)
• Voor het ionenproduct van water geldt het volgende:
𝑘𝑤 = [𝐻3 𝑂 + ] ∗ [𝑂𝐻 − ] = 10-14 (7)
3. MATERIAAL EN METHODEN
3.1 Materiaal
In dit practicum werd het volgende materiaal gebruikt:
• Een 25ml - buret
• De zwakke zuren 0,05 M H3PO4 en 0,1 M CH3COOH en de zwakke basen 1M NH3 en 0,5
M Na2CO3.
• Titreermiddelen: 1M NaOH- en HCl-oplossing
• Zuur-base-indicatoren: fenolftaleïne, methylrood en methyloranje.
• pH-meter + roersysteem en magneet
• Een 100 ml beker
• Een volumetrische pipet
• Gedestilleerd water
• Een analytische balans
• Een horlogeglas
3.2 Methoden
a) Experiment 1: Titratie van 0.1 M CH3COOH-oplossing (methaanzuur)
CH3COOH is een zwak zuur. Er werd dus 0.1M NaOH als titreermiddel gebruikt. Merk
op dat NaOH een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke stof
( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base zo snel
gebeurd.
De gekozen indicator voor deze titratie is fenolftaleïne
Eerst werd de buret gereinigd, gespoeld en gevuld met 0.1M NaOH.
Met een volumetrische pipet werd dan 20 ml CH3COOH in een 100 ml maatbeker
gebracht. Hieraan werd vervolgens 3 druppels fenolftaleïne en 20 ml gedestilleerd
water toegevoegd.
Het roersysteem werd aangezet en de titratie werd uitgevoerd.
De pH-meter werd gebruikt door de elektrode in de oplossing te plaatsen om het
verloop van de pH-waarden gedurende de titratie te volgen.
De titratie werd als volgt uitgevoerd:
In het begin werd snel getitreerd (met grote stappen van +/- 1 ml). Dichter bij het
equivalentiepunt werd er druppelsgewijze getitreerd. De titratie werd verder
uitgevoerd ook na het equivalentiepunt om de hele curve te bepalen.
, De pH werd genoteerd in functie van het toegevoegd volume NaOH.
b) Experiment 2: Titratie van 0,05M H3PO4- oplossing
H3PO4 is een zwak zuur. Er werd dus 0.1M NaOH als titreermiddel gebruikt. Merk op
dat NaOH een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke stof
( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base zo snel
gebeurd.
De titratie werd grotendeels analoog uitgevoerd als experiment 1.
Het verschil is dat er hier twee equivalentiepunten werd waargenomen omdat H3PO4
een meerbasig zuur is .
De gekozen indicator voor het eerste equivalentiepunt was methylrood en
fenolftaleïne voor de tweede.
Er werd dus eerst methylrood om het eerste equivalentiepunt waar te nemen. Na het
eerste equivalentiepunt werd fenolftaleïne gebruikt om het tweede equivalentiepunt
waar te nemen.
De equivalentiepunten werden eveneens waargenomen aan de hand van de pH-meter
door de pH-sprongen.
c) Experiment 3: Titratie van 1M NH3- oplossing
NH3 is een zwakke base. Er werd dus 0,1M HCl als titreermiddel gebruikt. Merk op
dat HCl een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke
stof ( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base
zo snel gebeurd.
De titratie wordt analoog uitgevoerd als experiment 1.
De gekozen indicator voor deze titratie is methylrood.
d) Experiment 4: Titratie van Na2CO3- oplossing ( natriumcarbonaat)
Na2CO3 is een zwakke base.Er werd dus 0,1M HCl als titreermiddel gebruikt. Merk
op dat HCl een sterke base is. Dit titreermiddel werd zo gekozen zodat er een zuur-
base-titratie wordt uitgevoerd. In een titratie wordt ook telkens steeds een sterke
stof ( zuur of base) in de buret gebruikt zodat de reactie tussen het zuur en de base
zo snel gebeurd.
De titratie wordt analoog uitgevoerd als experiment 2.
Hier werd ook twee equivalentiepunten waargenomen omdat Na2CO3 een
meerzurig base is .
De gekozen indicator voor het eerste equivalentiepunt was fenolftaleïne en
methyloranje voor de tweede.
Er werd dus eerst fenolftaleïne om het eerste equivalentiepunt waar te nemen. Na
het eerste equivalentiepunt werd methyloranje gebruikt om het tweede
equivalentiepunt waar te nemen.
De equivalentiepunten werden eveneens waargenomen aan de hand van de pH-
meter door de pH-sprongen.
, e) Experiment 5 : Standaardisatie van een HCl-oplossing
De HCl-oplossing werd gestandaardiseerd aan de hand van natriumcarbonaat als
oertiterstof. Met dit oertiterstof werd de exacte concentratie van de HCl- oplossing
bepaald.
Er werd eerst een vooraf berekende hoeveelheid gra m( =0,10599 g, )
1
natriumcarbonaat opgelost in gedistilleerd water in een 100 ml erlenmeyer met 3
druppels methyloranje. Met de bekomen oplossing werd daarna een titratie
uitgevoerd. De concentratie van de HCl werd daaruit bepaald.
f) Kanttekening
• Wanneer de benaderingen gecontroleerd wordt, wordt er gekeken of het
juist is dat beschouwde concentratie groter is met een factor 102 dan de
andere beschouwde concentratie. Daarvoor is het belangrijk om eerst alle
concentraties om te zetten in machten van 10.
• Een geschikte indicator is een indicator die gaat reageren op de pH
verandering tijdens het equivalentiepunt waardoor er een kleuromslag is . De
pH-verandering wordt veroorzaakt door de vorming van een nieuwe stof net
na het equivalentiepunt: het geconjugeerde vorm van de oorspronkelijke
stof.
4. RESULTATEN
4.1 Theoretische bepaling van de titratiecurves
a) Experiment 1: Titratie van 0,1 M CH3COOH-oplossing
De reactie van de titratie is het volgende:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Het volume NaOH nodig om het eerste equivalentiepunt te bereiken is het volgende:
𝑛(𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻) 1 𝐶[CH3COOH]∗𝑉[CH3COOH]
= 1=
𝑛(𝑁𝑎𝑂𝐻) 𝐶[NaOH]∗V[NaOH]
𝐶[CH3COOH]∗𝑉[CH3COOH] 0,1 𝑀∗20 𝑚𝑙
→ V(NaOH)= 𝐶[NaOH]
→ V(NaOH)= 0,1 𝑀
= 20 ml
START:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
20 * 10-3l
0,1 M
Het aantal mol NH3 bij de start kan dus als volgt bepaald worden:
n= 0.1 M * 20 * 10-3 l = 0.002 mol CH3COOH
1
De berekening is terug te vinden in 4.1 e)
