Im Rahmen der Laborübung soll die exakte Konzentration an Phosphorsäure in einem Cola Getränk und einer Kontrollprobe bestimmt werden. Die Bestimmung der Kontrollprobe erfolgt volumetrisch mittels Titration mit einer ~ 0,1 M NaOH unter Verwendung eines geeigneten Indikators. Die exakte Konzentration der für die Titration verwendeten Natronlauge wird zuvor mittels Titerstellung mit KH(IO3)2 ermittelt. Die Konzentration der Phosphorsäure in einem Cola- Getränk wird wiederrum unter Zuhilfenahme eines Titrierautomaten unter Verwendung einer exakt 0,1 M NaOH bestimmt. Neben der Phosphorsäure wird aus der Titrationskurve auch der Gehalt an zusätzlich vorhandenen unbekannten Fruchtsäuren bestimmt und als Gehalt Weinsäure dokumentiert.
Inhaltsverzeichnis
1.) Aufgabenstellung
2.) Einleitung
3.) Durchführung
Titerstellung Natronlauge ~0,1 M
Kontrollprobe Phosphorsäure
Phosphorsäure in einem Cola Getränk
4.) Auswertung
a.) Titerstellung & Kontrollprobe
b.) Cola Getränk
5.) Diskussion
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, die exakte Konzentration von Phosphorsäure in einem Cola-Getränk sowie in einer Kontrollprobe durch volumetrische und automatische Titrationsverfahren zu bestimmen und dabei zusätzlich den Gehalt an weiteren Fruchtsäuren zu analysieren.
- Methodische Bestimmung der Phosphorsäurekonzentration
- Einsatz von Autotitratoren vs. manueller Farbindikation
- Validierung der Ergebnisse durch statistische Auswertung und Vergleich mit Literaturwerten
- Anwendung der Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie
- Bestimmung von Äquivalenzpunkten mittels pH-Elektroden und Ableitungskurven
Auszug aus dem Buch
Endpunktsbestimmung mittels pH Elektrode
Mittels einer pH Glaselektrode wird es möglich den pH Wert, bzw. genauer gesagt die Aktivität von H+ Ionen, zu jedem Zeitpunkt der Titration zu bestimmen. Nach Eintauchen der Glaselektrode in die zu untersuchende Lösung besteht durch ein Diaphragma ein elektrischer Kontakt zwischen der gesättigter KCl-/AgCl- Lösung (pH = 7) im inneren der Glaselektrode und der Probenlösung.
Die Protonen der Probelösung, die sich in die aufquellende Glasmembran einlagern, drägen die enthaltenen positiv geladenen Ionen (z.B. Na+) in Richtung Innenseite der Membran zurück. Es kommt zu einem messbaren Potentialgefälle zwischen den beiden Halbzellen der Glaselektrode.
Trägt man nun den ermittelten pH-Wert gegen den Verbrauch an Titranten auf, so können etwaige Äquivalenzpunkte und Pufferbereiche bestimmt werden. Mathematisch betrachtet ist im Äquivalenzpunkt die Steigung (1. Ableitung. dpH/dV) der Kurve am größten und die 2. Ableitung ist null; somit ist der Äquivalenzpunkt ein Wendepunkt.
Zusammenfassung der Kapitel
1.) Aufgabenstellung: Definition der Zielsetzung zur Bestimmung der Phosphorsäurekonzentration in Cola-Getränken und einer Kontrollprobe mittels Titration.
2.) Einleitung: Erläuterung der theoretischen Grundlagen zu Säure-Base-Reaktionen, Puffersystemen und den verschiedenen Methoden der Endpunktsbestimmung.
3.) Durchführung: Beschreibung der praktischen Schritte zur Titerstellung der Natronlauge sowie des Versuchsaufbaus für die Probenanalysen.
4.) Auswertung: Darstellung der Messergebnisse, Berechnungen der Konzentrationen unter Verwendung der Titrationskurven und Ableitungen.
5.) Diskussion: Bewertung der Ergebnisse, Analyse der Fehlerquellen und Vergleich der ermittelten Werte mit existierenden Literaturdaten.
Schlüsselwörter
Phosphorsäure, Titration, Cola, pH-Elektrode, Äquivalenzpunkt, Natronlauge, Säure-Base-Reaktion, Laborübung, Weinsäure, Potentiometrie, Autotitrator, Konzentrationsbestimmung, Puffersystem, Indikator, Messgenauigkeit
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der quantitativen Bestimmung des Phosphorsäuregehalts in einem Cola-Getränk im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen umfassen die analytische Chemie, insbesondere Säure-Base-Titrationen, die Anwendung von Glaselektroden sowie die statistische Auswertung von Messdaten.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist die präzise Bestimmung der Säurekonzentrationen unter Anwendung moderner Titrationsverfahren und die Validierung der Messergebnisse.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden sowohl klassische volumetrische Titrationen mit Farbindikatoren als auch automatische, potentiometrische Titrationen unter Verwendung einer pH-Glaselektrode eingesetzt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die praktische Durchführung der Titrationen sowie die anschließende mathematische Auswertung der Titrationskurven und deren Ableitungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den wichtigsten Begriffen zählen Phosphorsäure, Titration, Potentiometrie, Äquivalenzpunkt und Konzentrationsbestimmung.
Warum wurde für die Cola-Analyse ein Autotitrator gewählt?
Die Verwendung eines Autotitrators war notwendig, da eine visuelle Farbindikation bei dem eingefärbten Getränk ohne vorherige Entfärbung der Probe nicht möglich gewesen wäre.
Wie wurde die Genauigkeit der Natronlauge sichergestellt?
Da Natronlauge keine Urtitersubstanz ist, wurde eine Titerstellung mit dem Urtiter KH(IO3)2 durchgeführt, um die exakte Molarität zu bestimmen.
- Citation du texte
- Anonym (Auteur), 2020, Phosphorsäurebestimmung. Konzentration an Phosphorsäure in einem Cola Getränk, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/917738
