Leerdoelen
•Je kunt uitleggen wat een titratie is en hoe deze werkt.
•Je kunt de drie stappen noemen om aan een titratie te rekenen.
•Je kunt de concentratie van een onbekende oplossing berekenen met behulp van een titratie.
Wat is titratie?
Een titratie is een proces waarbij een neutralisatie plaatsvindt. Een neutralisatie is een zuur-basereactie. Dit is een reactie waarbij een zuur en een base met elkaar reageren en elkaar 'neutraliseren'.
Wat heb je nodig voor een titratie?
Om een neutralisatie te laten plaatsvinden met een titratie, heb je het volgende nodig:
•Een zure oplossing met een indicator erin. Een indicator is een stof die van kleur verandert, afhankelijk van hoe zuur of basisch een oplossing is.
•Een basische oplossing. Een voorbeeld hiervan is natronloog.
•Deze oplossingen moeten samen in een opstelling staan die het mogelijk maakt om druppelsgewijs de basische oplossing aan de zure oplossing toe te voegen, zoals een buret boven een erlenmeyer.
•Afbeelding: Een schematische tekening van een titratie-opstelling (buret, erlenmeyer, statiefklem, statief).
Tijdens de titratie voeg je langzaam de basische oplossing toe aan de zure oplossing. De indicator in de zure oplossing zal verkleuren wanneer de neutralisatie plaatsvindt. Bij een neutralisatie in titratie wordt vaak de indicator fenolftaleïne gebruikt. Deze laat zien wanneer de stof geneutraliseerd is, doordat de oplossing dan lichtroze kleurt.
•Afbeelding: Drie reageerbuizen of bekers. Eén met zure oplossing + fenolftaleïne (kleurloos). Eén tijdens de titratie (roze vlekken die verdwijnen). Eén bij het eindpunt (lichtroze).
Belangrijke dingen om te weten
Bij een titratie zijn er drie belangrijke zaken die je moet weten of meten:
1.Hoeveel van de beginzure stof je hebt (het beginvolume).
2.Hoeveel van de basische oplossing je hebt toegevoegd tot de indicator verkleurt (het eindvolume).
3.Wat de verhouding is tussen de zure stof en de basische stof. De verhouding vertelt je hoeveel basische oplossing precies reageert met een bepaalde hoeveelheid van de stof die je wilt testen.
Concentratie: een belangrijke formule
De belangrijkste formule die je nodig hebt, is die voor concentratie (C). Concentratie vertelt je hoeveel van een stof er in een bepaalde hoeveelheid vloeistof zit. Je berekent concentratie door de massa (m) van de stof in gram te delen door het volume (V) van de vloeistof in liters. De formule is: C = m / V De eenheid van concentratie is meestal gram per liter (g/L).
•Afbeelding: De formule C = m / V duidelijk weergegeven.
Rekenvoorbeeld: azijnzuur bepalen met titratie
Stel je voor, een fabriek maakt azijn. In deze azijn mag maximaal vijftig gram azijnzuur per liter zitten. De fabriek wil controleren of dit klopt. Je gaat een titratie uitvoeren om de hoeveelheid azijnzuur in de azijn te bepalen.
De situatie
Je neemt vijfentwintig milliliter keukenazijn. Hierin heb je al de indicator fenolftaleïne gedaan. Tijdens de titratie voeg je langzaam natronloog toe. Natronloog is de basische oplossing. Bij twintig komma zes milliliter natronloog kleurt de oplossing lichtroze. Dit is het moment van neutralisatie, het eindpunt van de titratie. De verhouding tussen natronloog en azijnzuur is: één milliliter natronloog reageert met zestig milligram azijnzuur.
Gegevens en wat er gevraagd wordt
We halen de gegevens uit de tekst en noteren wat er gevraagd wordt:
Gegevens:
•Volume azijn (beginzure stof): 25 milliliter (ml)
•Volume natronloog (basische oplossing toegevoegd): 20,6 milliliter (ml)
•Verhouding: 1 ml natronloog = 60 milligram (mg) azijnzuur
Gevraagd:
•De concentratie azijnzuur in de azijn, uitgedrukt in gram per liter (g/L).
Stappenplan voor de berekening
Nu gaan we de berekening uitvoeren om de concentratie te bepalen. Dit doen we in drie stappen.
Stap 1: gebruik de verhoudingstabel
We gebruiken de gegeven verhouding om te bepalen hoeveel azijnzuur er is geneutraliseerd door de toegevoegde natronloog. We maken hiervoor een verhoudingstabel.
| | Natronloog | Azijnzuur | | :------------- | :------------- | :------------- | | Verhouding | 1 ml | 60 mg | | Gereageerd | 20,6 ml | ? mg |
•Tabel: Een duidelijk weergegeven verhoudingstabel zoals hierboven.
Om van 1 ml natronloog naar 60 mg azijnzuur te gaan, vermenigvuldigen we met 60. Om te berekenen hoeveel azijnzuur er reageerde met 20,6 ml natronloog, doen we hetzelfde: 20,6 ml natronloog x 60 mg/ml = 1236 milligram azijnzuur.
Er heeft dus 1236 mg azijnzuur gereageerd. Dit is de massa azijnzuur die in jouw 25 ml azijn zat.
Stap 2: maak de eenheden kloppend
Voor het berekenen van de concentratie in gram per liter (g/L) moeten we alle eenheden omrekenen naar gram en liter.
•Omrekenen van volume: Het volume azijn dat we hebben gebruikt, is 25 milliliter. Om van milliliter naar liter te gaan, delen we door 1000: 25 ml / 1000 = 0,025 liter (L). Let op: Je gebruikt hier het volume van de azijn (de stof die je onderzoekt), niet het volume van de natronloog!
•Omrekenen van massa: De massa azijnzuur die we hebben berekend in stap 1, is 1236 milligram. Om van milligram naar gram te gaan, delen we door 1000: 1236 mg / 1000 = 1,236 gram (g).
Nu hebben we de massa van het azijnzuur in gram en het volume van de azijn in liter.
Stap 3: bereken de concentratie
Nu kunnen we de concentratie van het azijnzuur in de azijn berekenen met de formule C = m / V.
C = 1,236 gram / 0,025 liter C = 49,44 gram per liter (g/L).
De concentratie azijnzuur in de onderzochte azijn is dus 49,44 g/L.
Azijn testen: de controle
Herinner je de vraag van de fabriek: er mag maximaal vijftig gram per liter azijnzuur in de azijn zitten. Met de berekende concentratie van 49,44 g/L kun je de fabrikant geruststellen. Het gehalte azijnzuur is 49,44 g/L, wat onder de maximale grens van 50 g/L ligt. De azijn voldoet aan de eisen.
