Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name _____________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

Schriftliche �bung zum Thema "Konzentrationsbestimmung eines S�uregemisches"

Problemstellung:
Speiseessig wird aus verschiedenen Essigsorten hergestellt, die aus unterschiedlichen alkoholischen L�sungen gewonnen werden, z.B. Obstessig aus Apfelwein, Weinessig aus Wein, Branntweinessig (Tafelessig) aus Alkohol, der aus Korn, Kartoffeln oder Zuckerr�ben gewonnen wurde. Der Massenanteil von Essigs�ure betr�gt in Essig meist 5% bis 6%. Wird ein mit Zitronensaft verfeinerter Essig (Essig mit 10% (Volumenprozent) Zitronensaft) verwendet, kommt der Gehalt an S�ure (H₃O⁺-Ionen) nun aus zwei Quellen: der Essigs�ure und dem Zitronensaft.
Um deren Anteile zu bestimmen, wird folgender Versuch durchgef�hrt:
10 mL des Essigs werden in einen 250-mL-Weithals-Erlenmeyerkolben pipettiert und mit ca. 50 mL aqua dest. verd�nnt. Nach Zugabe einiger Tropfen Phenolphthalein wird unter magnetischem R�hren mit Natronlauge der Konzentration c(NaOH) = 0,5 mol/L titriert, bis eine schwache Pinkf�rbung bestehen bleibt. Der Verbrauch an Natronlauge betrug V(NaOH) = 18 mL.

Zusatzinformationen:
Der Gesamts�uregehalt setzt sich aus Zitronens�ure und Essigs�ure zusammen.
Dichte k(Essig) = 1 g/mL; Konzentration der Citronens�ure im Zitronensaft: c(C₆H₈O₇) = 0,33 mol/L
Molare Masse der Citronens�ure: M(C₆H₈O₇) = 192 g/mol

Arbeitsauftr�ge:

1. Formuliere eine L�sungsstrategie f�r dieses Problem und berechne den Massenanteil Essigs�ure sowie Citronens�ure in diesem Speiseessig.

L�sung:

1. Schritt: Bestimmung der Gesamts�urekonzentration:

Die Gesamts�urekonzentration setzt sich aus dem Anteil Citronens�ure im Zitronensaft und Essigs�ure im Essig zusammen.

Zugrundeliegende Neutralisationsreaktion: S�ure + Lauge �> Salz + Wasser

n(Lauge) = c(Lauge) * V(Lauge) = 0,5 mol/L * 0,018 L = 0,009 mol

Damit gilt: n(Gesamts�ure) = n(Lauge) = 0,009 mol;

Weil c = n/V, gilt: c(Gesamts�ure) = n(S�ure) / V(S�ure) = 0,009 mol / 0,010 L = 0,9 mol/L

1. Ergebnis: Die Gesamts�urekonzentration in der L�sung betr�gt 0,9 mol/L

Der Massenanteil an Zitronensaft im Essig betr�gt 10%. (Textangabe!)

Da die Konzentration an Citronens�ure im Zitronensaft bei c(C₆H₈O₇) = 0,33 mol/L liegt, entsprechen 10% = c(C₆H₈O₇) = 0,033 mol/L.

Citronens�ure ist eine dreiprotonige S�ure, also betr�gt die Konzentration an H₃O⁺ aus der Citronens�ure c(H₃O⁺) = 3 * 0,033 mol/L = 0,099 mol/L

Oder �ber das �quivalenzverh�ltnis: Citronensre + Lauge �> Salz + Wasser

Verh�ltnis: n(Csre) : n(Lauge) = 1: 3 bzw. 3 n (Csre) = 1 n (L)

In 100 ml Essigl�sung (100 ml wegen der Massenanteile) betr�gt die Stoffmenge an Citronens�ure dann n(C₆H₈O₇) = 0,0033 mol: 1/10 von 0,033 wegen des Volumens von 100 mL

Daraus ergibt sich die berechenbare Stoffportion Citronens�ure: m(C₆H₈O₇) = n * M = 0,0033 mol * 192 g/mol = 0,6336 g

Bezogen auf 100 g (Dichte = 1 g/mL) ist dann der Massenanteil w(C₆H₈O₇) = 0,6336 g / 100 g = 0,006336 = 0,634 %

Die Gesamts�urekonzentration betrug 0,9 mol/L, die Konzentration an Citronens�ure = 0,099 mol/L, die Konzentration an S�ure, die also der Essigs�ure entspricht, ist dann c(Essigs�ure) = 0,9 - 0,099 = 0,801 mol/L

Da 100 die Basis ist, sind also nur 0,801*0,1 mol/L zu berechnen = 0,0801 mol/L

Der Massenanteil der Essigs�ure im untersuchten Essig betr�gt w(Essigs�ure) = m(Essigs�ure) / m(L�sung) = n*M(Essigs�ure) / m(Essigl�sung) = 0,0801 mol * 60 g/mol/100 g = 0,04806 = 4,80%

2. Ergebnis: c(Essigs�ure) = c(H₃O⁺) = 0,801 mol/L; Massenanteil an Essigs�ure: w = 4,88 %.

c(Citronens�ure) = 0,099 mol/L; Massenanteil an Citronens�ure: w = 0,634 %

Gesamts�urekonzentration: c(Sre) = c(Essigsre) + c(Citronensre) = 0,801 mol/L + 0,099 mol/L = 0,9 mol/L

Gesamtmassenanteil: w(Sre) = w(Essigsre) + w(Citronensre) = 4,88% + 0,634% = 5,44%

update: 02.02.2021 zur�ck zur Hauptseite