Über dieses Experiment
Geben Sie Säure aus einer Bürette zu einer Base und verfolgen Sie gleichzeitig die chemischen Vorgänge und die Temperatur. Die Dosis bestimmt, wie viel Säure oder Base übrig bleibt, den pH-Verlauf und die freigesetzte Wärme. Jenseits des Äquivalenzpunkts wird keine zusätzliche Neutralisationswärme erzeugt, während die hinzugegebene Flüssigkeit die Wärmekapazität weiter erhöht.
Lernziele
- Bestimmen Sie den Äquivalenzpunkt anhand gleicher Säure- und Basenmengen, nicht allein anhand gleicher Volumina.
- Setzen Sie die neutralisierten Stoffmengen mit der freigesetzten Wärme in Beziehung.
- Erklären Sie, warum die Zugabe von mehr Säure nach dem Äquivalenzpunkt den idealen Temperaturanstieg verringert.
Anleitung
- 1Sagen Sie das Äquivalenzvolumen anhand der anfänglichen Basenmenge und der Säurekonzentration voraus.
- 2Geben Sie Säure bis zu dieser Dosis hinzu und beobachten Sie dabei den pH-Wert, das Thermometer und die angezeigte Wärme.
- 3Verwenden Sie „1 mL hinzufügen“ oder den Bürettengriff, um Werte im Bereich des Äquivalenzpunkts zu untersuchen.
- 4Gehen Sie über den Äquivalenzpunkt hinaus, vergleichen Sie Temperatur und pH-Wert und speichern Sie anschließend mehrere Dosierungen im Notizbuch.
Das Modell
Annahmen
- Sowohl Säure als auch Base dissoziieren vollständig. Für den pH-Wert wird bei einer festen Referenztemperatur von 25 °C Kw = 10⁻¹⁴ verwendet, einschließlich der Autoprotolyse des Wassers in der Nähe des Äquivalenzpunkts.
- Bei der Neutralisation werden pro gebildetem Mol Wasser konstant 57,3 kJ freigesetzt. Die Dichte beträgt 1 g/mL, die spezifische Wärmekapazität der Lösung 4,18 J/(g·K) und die Wärmekapazität des Kalorimeters 20 J/K.
- Wärmeverluste, Verdünnungswärmen und die Temperaturabhängigkeit von Kw werden nicht berücksichtigt. Wird eine Einstellung für die Zubereitung geändert, wird ein frisches Gemisch angesetzt; die Steuerung für die zugegebene Dosis und die Kurve zeigen den idealen Zustand nach aufaddierter Zugabe.
Im Unterricht ausprobieren
- Q1Warum wird der Äquivalenzpunkt im Allgemeinen nicht erreicht, wenn man das anfängliche Volumen an Base als Säure zugibt?
- Q2Warum verändert nach dem Äquivalenzpunkt zugegebene Säure den pH-Wert, ohne zusätzliche Neutralisationswärme freizusetzen?
Häufig gestellte Fragen
Warum liegt der Äquivalenz-pH trotz des geringen Temperaturanstiegs genau bei sieben?
Der pH-Wert bezieht sich bewusst auf den festen Kw-Wert bei 25 °C, während das Wärmemodell die Temperaturänderung separat berechnet.
Wird durch Ziehen am Dosieregler tatsächlich Säure aus einem echten Kolben entfernt?
Damit wird ein reproduzierbarer Modellzustand für diese Gesamtdosis ausgewählt. Eine Verringerung entspricht einem neuen Vergleich mit einer kleineren Dosis, nicht einer Rücktitration.