9.4 Titrering | Kjemi 1

Lær teknikken titrering og hvordan du bruker den til å bestemme konsentrasjoner.

55 min

13 oppgaver

TitreringEkvivalenspunktIndikatorTitreringskurverSyre-base-titrering

Du leser den tradisjonelle versjonen

Din fremgang i kapitlet

0 / 13 oppgaver

Kapitlets plass i kurset

Bygger på

9.2pH og sterke syrer/baser

Volumetrisk titrering

Titrering er ein metode for å bestemme konsentrasjonen av ei ukjend løysing ved å la ho reagere med ei kjend løysing.

Prinsipp

1. Analytt Løysing med ukjend konsentrasjon (i kolbe)
2. Titrant: Løysing med kjend konsentrasjon (i byrette)
3. Nøytraliseringsreaksjon:
$\text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^- \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$

Ekvivalenspunktet

Ekvivalenspunktet er når mol H₃O⁺ = mol OH⁻ (fullstendig nøytralisering).

Ved ekvivalenspunktet:
$n_{\text{H}_3\text{O}^+} = n_{\text{OH}^-}$
$c_\text{syre} \cdot V_\text{syre} = c_\text{base} \cdot V_\text{base}$

Framgangsmåte

1. Mål nøyaktig volum av analyttløysinga (pipette)
2. Tilset nokre dropar indikator
3. Titrer med titrant til indikatoren skiftar farge (ekvivalenspunkt)
4. Les av volumet av titrant (byrette)
5. Rekn ut konsentrasjonen

✏️Eksempel 1: Rekn ut konsentrasjon

25,0 mL HCl blir titrert med 0,100 M NaOH. Det går med 30,0 mL NaOH til ekvivalenspunktet. Rekn ut [HCl].

Løysing:

Ved ekvivalenspunktet: mol H₃O⁺ = mol OH⁻

$n_{\text{OH}^-} = c_{\text{NaOH}} \cdot V_{\text{NaOH}} = 0{,}100 \times 0{,}0300 = 0{,}00300 \text{ mol}$

$n_{\text{H}_3\text{O}^+} = n_{\text{OH}^-} = 0{,}00300 \text{ mol}$

$c_{\text{HCl}} = \frac{n_{\text{H}_3\text{O}^+}}{V_{\text{HCl}}} = \frac{0{,}00300}{0{,}0250} = 0{,}120 \text{ M}$

Svar: [HCl] = 0,120 M

📝Oppgave 9-45

Volumetrisk titrering - rekn ut konsentrasjon:

20,0 mL HNO₃ blir titrert med 0,150 M NaOH. Det går med 25,0 mL NaOH. Rekn ut [HNO₃].

30,0 mL CH₃COOH blir titrert med 0,200 M KOH. Det går med 15,0 mL KOH. Rekn ut [CH₃COOH].

Gravimetrisk titrering

I gravimetrisk titrering måler ein massen av titrant i staden for volumet.

Fordelar

- Høgare presisjon (vekt er meir nøyaktig enn volum)
- Ingen korreksjon for temperatur (volum endrar seg med temperatur)
- Enklare utstyr (vekt i staden for byrette)

Utrekning

$n_{\text{titrant}} = \frac{m_{\text{titrant}}}{M_{\text{titrant}}}$

Eksempel:
- Masse NaOH-løysing tilsett: 5,25 g
- Konsentrasjon NaOH: 0,100 M (tettleik 1,00 g/mL)
- Volum: V = m / ρ = 5,25 / 1,00 = 5,25 mL
- Mol: n = 0,100 × 0,00525 = 0,000525 mol

✏️Eksempel 2: Gravimetrisk titrering

20,0 mL HCl blir titrert gravimetrisk med 0,100 M NaOH (ρ = 1,00 g/mL). Massen av NaOH-løysing tilsett er 6,00 g. Rekn ut [HCl].

Løysing:

Volum NaOH-løysing:
$V_{\text{NaOH}} = \frac{m}{\rho} = \frac{6{,}00}{1{,}00} = 6{,}00 \text{ mL} = 0{,}00600 \text{ L}$

Mol OH⁻:
$n_{\text{OH}^-} = c \cdot V = 0{,}100 \times 0{,}00600 = 0{,}000600 \text{ mol}$

[HCl]:
$[\text{HCl}] = \frac{n_{\text{H}_3\text{O}^+}}{V_{\text{HCl}}} = \frac{0{,}000600}{0{,}0200} = 0{,}0300 \text{ M}$

Svar: [HCl] = 0,0300 M

📝Oppgave 9-46

Gravimetrisk titrering:

25,0 mL H₂SO₄ blir titrert med 0,200 M NaOH (ρ = 1,00 g/mL). Masse tilsett: 10,0 g. Rekn ut [H₂SO₄]. (H₂SO₄ er diprotisk)

Kvifor er gravimetrisk titrering meir nøyaktig enn volumetrisk?

Indikatorar

Indikatorar er svake syrer/basar som skiftar farge ved ulike pH-verdiar.

Vanlege indikatorar

Indikator	Farge (sur)	Farge (basisk)	Omslagsområde (pH)
Metylraudt	Raud	Gul	4,4 – 6,2
Fenolftalein	Fargelaus	Rosa	8,3 – 10,0
Bromtymolblått	Gul	Blå	6,0 – 7,6

Val av indikator

- Sterk syre + sterk base: pH ved ekvivalenspunkt = 7 → Bruk fenolftalein eller metylraudt
- Svak syre + sterk base: pH ved ekvivalenspunkt > 7 → Bruk fenolftalein
- Sterk syre + svak base: pH ved ekvivalenspunkt < 7 → Bruk metylraudt

Viktig: Ekvivalenspunktet må liggje innanfor omslagsområdet til indikatoren!

✏️Eksempel 3: Vel indikator

Kva indikator bør brukast ved titrering av:
a) HCl med NaOH
b) CH₃COOH med NaOH
c) NH₃ med HCl

Løysing:

a) HCl + NaOH (sterk + sterk):
- pH ved ekvivalenspunkt = 7
- Bruk fenolftalein (omslag 8,3-10) eller metylraudt (omslag 4,4-6,2)

b) CH₃COOH + NaOH (svak syre + sterk base):
- pH ved ekvivalenspunkt > 7 (basisk)
- Bruk fenolftalein (omslag 8,3-10)

c) NH₃ + HCl (svak base + sterk syre):
- pH ved ekvivalenspunkt < 7 (surt)
- Bruk metylraudt (omslag 4,4-6,2)

📝Oppgave 9-47

Vel rett indikator:

HNO₃ (sterk syre) + KOH (sterk base)

H₂CO₃ (svak syre) + NaOH (sterk base)

NH₃ (svak base) + HBr (sterk syre)

Titreringskurver

Ei titreringskurve viser korleis pH endrar seg når titrant blir tilsett.

Sterk syre + sterk base

Eksempel: HCl + NaOH

- Start: pH låg (sur)
- Ekvivalenspunkt: pH = 7
- Etter ekvivalenspunkt: pH høg (basisk)
- Bratt overgang ved ekvivalenspunkt

Svak syre + sterk base

Eksempel: CH₃COOH + NaOH

- Start: pH høgare enn sterk syre (delvis protolyse)
- Ekvivalenspunkt: pH > 7 (basisk, pga. CH₃COO⁻)
- Mindre bratt overgang (buffersone før ekvivalenspunkt)
- Halvtitreringspunktet: pH = pKa

Svak base + sterk syre

Eksempel: NH₃ + HCl

- Start: pH høg (basisk)
- Ekvivalenspunkt: pH < 7 (surt, pga. NH₄⁺)
- Mindre bratt overgang

✏️Eksempel 4: Tolking av titreringskurve

Ved titrering av 25,0 mL ukjend syre med 0,100 M NaOH blir det observert:
- Start-pH = 2,87
- Halvtitreringspunkt (12,5 mL NaOH): pH = 4,74
- Ekvivalenspunkt (25,0 mL NaOH): pH = 8,87

Kva kan du konkludere?

Løysing:

1. Start-pH = 2,87: Høgare enn sterk syre (ville vore ≈1) → svak syre

2. Halvtitreringspunkt pH = 4,74: pH = pKa → pKa = 4,74
- Dette stemmer med eddiksyre (CH₃COOH)!

3. Ekvivalenspunkt pH = 8,87 > 7: Basisk → svak syre + sterk base

4. Konsentrasjon:
$n_{\text{OH}^-} = 0{,}100 \times 0{,}0250 = 0{,}00250 \text{ mol}$
$[\text{syre}] = 0{,}00250 / 0{,}0250 = 0{,}100 \text{ M}$

Konklusjon: 0,100 M eddiksyre (CH₃COOH)

📝Oppgave 9-48

Rekn ut pH ved ulike punkt i titreringa:

50,0 mL 0,100 M HCl blir titrert med 0,100 M NaOH. Kva er pH etter tilsetjing av 25,0 mL NaOH?

Kva er pH ved ekvivalenspunktet?

Kva er pH etter tilsetjing av 60,0 mL NaOH?

Bufferløysingar (innføring)

Ei bufferløysing er ei løysing som motstår pH-endringar når små mengder syre eller base blir tilsett.

Samansetjing

Buffer består av:
- Svak syre (HA) + konjugert base (A⁻)
- Eller: Svak base (B) + konjugert syre (BH⁺)

Eksempel:
- CH₃COOH/CH₃COO⁻ (eddiksyre/acetat)
- NH₃/NH₄⁺ (ammoniakk/ammonium)

Korleis verkar ein buffer?

Når H₃O⁺ blir tilsett:
$\text{A}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \rightarrow \text{HA} + \text{H}_2\text{O}$
(A⁻ nøytraliserer H₃O⁺)

Når OH⁻ blir tilsett:
$\text{HA} + \text{OH}^- \rightarrow \text{A}^- + \text{H}_2\text{O}$
(HA nøytraliserer OH⁻)

Bufferkapasitet

- Høg konsentrasjon av HA og A⁻ → god buffer
- Like mengder HA og A⁻ → best buffer (pH = pKa)

Merk: I blod held bufferløysingar (HCO₃⁻/H₂CO₃) pH = 7,40!

✏️Eksempel 5: Buffer i blod

Blod inneheld HCO₃⁻/H₂CO₃-buffer. Forklar korleis denne bufferen motstår pH-endringar.

Løysing:

Når CO₂ blir danna (frå metabolisme):
$\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3$
(Auka H₂CO₃ → meir sur)

Bufferen nøytraliserer:
$\text{H}_2\text{CO}_3 + \text{HCO}_3^- \rightarrow \text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$
(HCO₃⁻ nøytraliserer overskot av H₂CO₃)

Når base blir tilsett:
$\text{H}_2\text{CO}_3 + \text{OH}^- \rightarrow \text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O}$
(H₂CO₃ nøytraliserer OH⁻)

Resultat: pH blir verande ≈ 7,40 (kritisk for funksjonane til kroppen!)

📝Oppgave 9-49

Bufferløysingar:

Kva av følgjande er bufferløysingar? (i) HCl + NaCl, (ii) CH₃COOH + CH₃COONa, (iii) NH₃ + NH₄Cl

Forklar kvifor HCl + NaCl ikkje er ein buffer.

📝Oppgave 9-50

Titrering og buffer:

Ved titrering av CH₃COOH med NaOH, kvifor flatar titreringskurva ut før ekvivalenspunktet?

Kvifor er det inga buffersone ved titrering av HCl med NaOH?

📝Oppgave 9-51

Avsluttande spørsmål:

Forklar kvifor pH = pKa ved halv titrering av ei svak syre.

Kvifor er ekvivalenspunktet basisk ved titrering av svak syre med sterk base?

Kvifor blir ikkje universalindikator brukt ved titrering?

📝Oppgave 9-52

Praktisk titrering:

Kvifor må du alltid skylje byretten med titrantløysinga før titrering?

Kvifor må du fjerne luftbobler frå byretten?

Kvifor skal du titrere sakte nær ekvivalenspunktet?

📝Oppgave 9-53

Oppsummering:

Kva er skilnaden mellom volumetrisk og gravimetrisk titrering?

Korleis vel du rett indikator?

Kva er ei bufferløysing?

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.