Titratie: Zuren en Basen
Opgave 1
Bij een titratie wordt \(24,2 \ \mathrm{mL}\) \(0,142 \ \mathrm{M}\) natronloog toegevoegd aan \(26,2 \ \mathrm{mL}\) zwavelzuur-oplossing.
Bereken de molariteit van de zwavelzuur-oplossing.
Uitwerking
Gegeven: \(24,2 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{L}\) \(0,142 \ \mathrm{M}\) \(\mathrm{NaOH}\)-oplossing
Gevraagd: \(26,2 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{L}\) \(??? \ \mathrm{M}\) \(\mathrm{H_2SO_4}\)-oplossing
Reactie- en oplosvergelijkingen:
Oplosvergelijking natronloog: \(\mathrm{NaOH \rightarrow Na^++OH^-}\) (reactie 1)
Reactie zwavelzuur in water: \(\mathrm{H_2SO_4 \rightarrow 2 \ H^++SO_4^{2-}}\) (reactie 2)
Zuur-base reactie tijdens titratie: \(\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\) (reactie 3)
\(\mathrm{molariteit = \frac{mol}{L}}\)
\(0,142=\frac{\mathrm{mol}}{24,2 \cdot 10^{-3}}\)
\(24,2 \cdot 10^{-3} \cdot 0,142 =3,4364 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ NaOH}\)
Uit reactie 1 volgt \(\mathrm{NaOH:OH^-}=1:1\), dus \(3,4364 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ OH^-}\)
Uit reactie 3 volgt \(\mathrm{OH^-:H^+=1:1}\), dus \(3,4364 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ H^+}\)
Uit reactie 2 volgt \(\mathrm{H^+:H_2SO_4}=2:1\), dus \(\frac{3,4364 \cdot 10^{-3}}{2}=1,7182 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ H_2SO_4}\)
\(\mathrm{molariteit = \frac{mol}{L}}\)
\(\mathrm{molariteit}=\frac{1,7182 \cdot 10^{-3}}{26,2 \cdot 10^{-3}}=0,0656 \ \mathrm{M \ H_2SO_4}\)-oplossing.
Opgave 2
Een scheikundedocent heeft een pot natronloog met een onbekende molariteit. Om de molariteit te bepalen, voert hij een titratie uit met \(0,0942 \ \mathrm{M}\) zoutzuur. Hij pipetteert \(2,00 \ \mathrm{mL}\) natronloog en voegt hier \(23,00 \ \mathrm{mL}\) water aan toe. Het equivalentiepunt wordt bereikt als er \(20,53 \ \mathrm{mL}\) zoutzuur is toegevoegd.
Bereken de molariteit van het natronloog in de pot.
Uitwerking
Gegeven: \(20,53 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{L}\) \(0,0942 \ \mathrm{M}\) \(\mathrm{HCl (aq)}\)
Gevraagd: \(2,00 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{L}\) \(??? \ \mathrm{M}\) \(\mathrm{NaOH}\)-oplossing
Reactie- en oplosvergelijkingen:
Oplosvergelijking natronloog: \(\mathrm{NaOH \rightarrow Na^++OH^-}\) (reactie 1)
Reactie waterstofchloride in water: \(\mathrm{HCl \rightarrow H^++Cl^-}\) (reactie 2)
Zuur-base reactie tijdens titratie: \(\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\) (reactie 3)
\(\mathrm{molariteit = \frac{mol}{L}}\)
\(0,0942=\frac{\mathrm{mol}}{20,53 \cdot 10^{-3}}\)
\(20,53 \cdot 10^{-3} \cdot 0,0942 =1,933926 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ HCl}\)
Uit reactie 2 volgt \(\mathrm{HCl:H^+}=1:1\), dus \(1,933926 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ H^+}\)
Uit reactie 3 volgt \(\mathrm{H^+:OH^-=1:1}\), dus \(1,933926 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ OH^-}\)
Uit reactie 1 volgt \(\mathrm{OH^-:NaOH}=1:1\), dus \(1,933926 \cdot 10^{-3} \ \mathrm{mol \ NaOH}\)
\(\mathrm{molariteit = \frac{mol}{L}}\)
\(\mathrm{molariteit}=\frac{1,933926 \cdot 10^{-3}}{2,00 \cdot 10^{-3}}=0,967 \ \mathrm{M \ NaOH}\)-oplossing.