03_CM_pH-Volumen-Messung_ALL-CHEM-MISST_HE.doc

pH-Wert-Messung in Abhängigkeit vom Volumen – ALL-CHEM-MISST II

Computereinsatz/ Messwerterfassung

Klasse 5 8 9 10 11 12

NTG

X x

Chemikalien • Natronlauge c(NaOH) = 0,1 mol/L • Essigsäure c(CH3COOH) = 0,1 mol/L oder alternativ

auch Salzsäure (c(HCl) = 0,1 mol/L • Pufferlösungen pH 4 und pH 7 • Dest. Wasser, Bromthymolblau-Lösung

Geräte • ALL-CHEM-MISST II (links oben), Computer • AK Tropfenzähler (links unten), passende Kabel • pH-Elektrode • Bürette (alternativ 100 mL-Spritze mit Dreiwegehahn) • Stativ mit Stativklammern für Bürette und Tropfenzäh-

ler, Pipette 10 mL, Elektrodenhalter, Muffen • Magnetrührer, Rührfisch • Becherglas 250 mL, „Spülbecherglas“ 250 mL

SG, … X

Schülerübung geeignet ja nein

Versuchsvorbereitung und -aufbau: Geräte entsprechend der Zeichnung bereitstellen, aufbauen und verbinden:

• 10 mL Essigsäure (oder Salzsäure) als Analysenlösung mit der Pipette in das Be-cherglas geben, Rührfisch dazugeben und Becherglas auf den Magnetrührer stellen

• pH-Elektrode in das halb mit Leitungswasser gefüllte „Spülbecherglas“ stellen, in die entsprechende pH-Buchse stecken

• Bürette mit Natronlauge spülen und füllen • Tropfenzähler über Becherglas befestigen, so dass Tropfen durch den breiten Spalt

fallen: 5,0 mL aus der Bürette tropfen lassen und dabei die Tropfen zählen Vorbereiten des ALL-CHEM-MISST II: • Beim ALL-CHEM-MISST II auf Touchscreen drücken, um Hauptmenü aufzurufen • „pH kalibrieren“ drücken, alle Angaben befolgen und Werte eintippen • Wieder auf Touchscreen drücken, im Hauptmenü falls noch Datenreihe gespeichert

V

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ist, auf „Datenreihe löschen“ drücken • Wieder im Hauptmenü den Button „Datenreihe aufnehmen“ drücken • Graphikachsen Messgrößen zuweisen: Y-Achse: pH-Wert, X-Achse: Volumen über

Tropfenzähler, Volumenintervall: 0,5 mL, gezählte Tropfenzahl = 5,0 mL • Button „Datenreihe messen“ drücken

Durchführung des Versuches • pH-Elektrode am Elektrodenhalter befestigen und über Rührfisch positionieren • Beim ALL-CHEM-MISST II den Button „Start“ drücken • Die Maßlösung tropfenweise (mit recht kleiner Geschwindigkeit!) aus der Bürette

auslaufen lassen, während der Messung kann durch Drücken auf den Touchscreen der Graph angezeigt werden

• Zur Beendigung der Messung auf „Ende“ drücken, dann ins Hauptmenü zurück

Übertragen der Daten vom ALL-CHEM-MISST II auf den Computer: Starten des Programms: • ALL-CHEM-MISST II sollte sich hierzu im Messmodus befinden (ggfs. das Haupt-

menü aufrufen und „zur Messung“ drücken) • ALL-CHEM-MISST II mit passendem Kabel an den Computer anschließen, "To do"-

Liste abarbeiten und dies jeweils durch Klick auf die Kästchen bestätigen • Die Software AK Analytik 32.net wird gestartet und das Schnellstarter-Icon „ALL-

CHEM-MISST II 1 Kanal“ ausgewählt • „Messen/ Neu“ anklicken, „Messwerte von Datalogger holen“ anklicken, „Neue Ein-

stellungen für Transfer“ auswählen, „Logger entladen“ anklicken Daten werden geladen und dargestellt, die Achsen und die Beschriftung müssen allerdings noch formatiert werden

Indikatorumschlag von gelb über grün (Äquivalenzpunkt) nach blau. Nach Entladen des Datenloggers kann auch der entsprechende Graph am Computer-bildschirm betrachtet werden.

a) Auswertung der pH-Wert-Messung Die Reaktion verläuft nach folgender Gleichung:

H3O+ (aq) + Cl- (aq) + Na+ (aq) + OH- (aq) 2 H2O (l) + Na+ (aq) + Cl- (aq)

Der pH-Wert ist zu Beginn sehr niedrig, da die Wasserstoffchlorid-Moleküle in der ver-dünnten Salzsäure vollständig dissoziiert sind. Im Laufe der Titration werden die Oxonium-Ionen durch die Hydroxidionen neutralisiert. Die Bestimmung des am Äquivalenzpunkt verbrauchten Laugenvolumens erfolgt z.B. nach der Drei-Geraden-Methode.

b) pKS-Wert-Bestimmung: Gelingt für das Beispiel Essigsäure leicht aus nebenstehender Graphik. Detaillierte Ausführungen hierzu sowie zur Drei-Geraden-Methode sind auf der Homepage des AK Kappenberg auf der Seite http://www.kappenberg .com/experiments/ph/pdf/f04.pdf zu finden. Die Software Analytik32.NET bietet noch die Möglichkeit unterschiedliche Indikatoren einzublenden (Hauptmenü „Extras“ „pH-Indikatoren“), um die Indikatoreignung zu untersuchen.

Entsorgung Ausguss Literatur F. Kappenberg; Computer im Chemieunterricht 1988, S. 142, Verlag Dr. Flad,

Stuttgart http://www.kappenberg.com/experiments/acm/pdf/o03.pdf

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