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Titrationskurven


Allgemeines über Titrationskurven

Titrationskurven sind das Ergebnis einer Säure-Base-Titration. Titrationskurven sind ein wesentliches Hilfsmittel bei Säure-Base-Reaktionen und dienen zur Bestimmung von Säure- bzw. Base-Konzentration in einer Lösung. Darüber hinaus lassen sich bei Titrationskurven von schwachen Säuren noch der pKs-Wert und der Pufferbereich graphisch bestimmen. Obwohl oft nur über Säure-Titrationskurven gesprochen wird, kann natürlich auch eine Base titriert werden. Daher unterscheidet man auch zwei Verfahren, die Alkalimetrie (Zugabe einer Base zu einer Säure) oder die Acidimetrie (Zugabe einer Säure zu einer Base)



Titrationskurven im Rahmen der Säure-Base-Chemie


Da im Unterricht fast ausschließlich "die Titration einer Säure mit einer Base" behandelt wird, soll in diesem Kapitel speziell auf diesen Fall eingegangen werden. Dabei wird eine Säure in einem Becherglas vorgelegt und mit Hilfe einer Bürette eine starke Base zugetropft. Dabei wird jeweils der pH-Wert der "Säure-Lösung" gemessen und das (für diesen pH-Wert) zugefügte Volumen an starker Base. Anschließend werden die "Messergebnisse" in ein Diagramm übertragen, mit pH-Wert als y-Achse und dem zugefügten Volumen der Base als x–Achse.

Titrationskurve
Im Unterricht unterscheidet man bei Titrationen bzw. Titrationskurven drei Fälle:
  • Titration einer starken Säure mit einer starken Base
  • Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base
  • Titration einer mehrprotonigen Säure mit einer starken Base

Aus einer Titrationskurve lassen sich wichtige chemische Größen ablesen (bzw. ableiten): Der Startpunkt, der Äquivalenzpunkt und bei schwachen Säuren den Pufferbereich sowie der Halbäquivalenzpunkt.

Der Äquivalenzpunkt ist der Punkt in Diagramm einer Titrationskurve, an dem die Stoffmenge an Säure der Stoffmenge der Base in der Lösung entspricht. Hier unterscheidet sich die Titrationskurve einer starken/schwachen Säure von der Titrationskurve einer mehrprotonigen Säure.

Liegt nur eine einprotonige Säure, gibt es nur einen Äquivalenzpunkt. Bei einer zweiprotonigen Säure liegen in der Titrationskurve entsprechend zwei Äquivalenzpunkte vor. Hinweis: Oft hört man hier, dass aus einer Titrationskurve erkannt werden kann, ob es sich um eine einprotonige oder mehrprotonige Säure handelt. Diese Aussage ist nur gültig, wenn es sich bei dem "Titrand" um eine Säure handelt und nicht um ein Gemisch. So kann sich ein Gemisch aus zwei einprotonigen Säuren wie eine zweiprotonige Säure verhalten.

Titrationskurven bei schwachen Säuren haben eine zusätzliche Aussagekraft. In dem Diagramm der Titrationskurve lässt sich dieser Bereich in der Regel erkennen (kann aber auch leicht berechnet werden). Bei diesem Punkt handelt es sich um den sogenannten Halbäquivalenzpunkt, an diesem Punkt ist die Hälfte der Stoffmenge der Säure durch die Base neutralisiert. Der Halbäquivalenzpunkt entspricht also der Hälfe des zugegebenen Volumens an starker Base am Äquivalenzpunkt. Der Halbäquivalenzpunkt ist daher eine wichtige chemische Größe, da der Halbäquivalenzpunkt bei schwachen Säuren dem pKs-Wert der Säure entspricht.

Für genaure Informationen siehe die entsprechenden Kapitel in der Angewandten Chemie auf Lernort-Mint


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