9.4 Titrering | Kjemi 1

Lær teknikken titrering og korleis du bruker han til å fastsetje konsentrasjonar.

75 min

10 oppgaver

TitreringEkvivalenspunktIndikatorTitreringskurverSyre-base-titreringRedokstitreringFellingstitreringKomplekstitrering (EDTA)

Du leser den tradisjonelle versjonen

Din fremgang i kapitlet

0 / 10 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.

Utrekninga byggjer på konsentrasjon og stoffmengd, $n = c \cdot V$ , frå Kapittel 5.2: Konsentrasjon.

Prinsipp

Løysinga med ukjend konsentrasjon, analytten, står i ein kolbe. Løysinga med kjend konsentrasjon, titranten, blir tilsett frå ei byrette. Syra og basen reagerer i ein 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

Eit nøyaktig volum av analytten blir målt med pipette over i kolben, og nokre dropar indikator blir tilsette. Deretter titrerer ein med titranten til indikatoren skiftar farge, om lag ved ekvivalenspunktet. Volumet av titrant blir lese av på byretta, og konsentrasjonen blir rekna ut.

✏️Døme 1: Rekn ut konsentrasjon

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

Løysing:

Ved ekvivalenspunktet: mol H₃O⁺ = mol OH⁻

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

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

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

Svar: [HCl] = 0,120 mol/L

📝Oppgave 9-43

Volumetrisk titrering - rekn ut konsentrasjon:

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

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

Gravimetrisk titrering

I gravimetrisk titrering blir titranten vegen i staden for at volumet blir lese av på ei byrette. Titranten står i ei plastflaske på ei vekt, og massen som er tilsett, er differansen mellom vekta før og etter titreringa.

Konsentrasjonen til titranten blir då oppgitt som stoffmengd per kilogram løysing, $c_m$ i mol/kg. Stoffmengda titrant er
$n = c_m \cdot m$
der $m$ er massen av tilsett titrantløysing i kg. Det trengst inga omrekning via tettleik til volum.

Fordelar

- Ei analysevekt måler masse svært presist (± 0,001 g), medan ei byrette blir lesen av med ± 0,05 mL to gonger.
- Massen er ikkje avhengig av temperaturen, men volumet av ei løysing er det.
- Konsentrasjonen til titranten i mol/kg endrar seg ikkje med temperaturen.

Ulemper

- Tek lengre tid, og vekta må stå stødig og vere kalibrert.
- Fordamping frå flaska under titreringa gir feil.

✏️Døme 2: Gravimetrisk titrering

20,00 mL saltsyre blir titrert gravimetrisk med ei NaOH-løysing med konsentrasjon 0,1000 mol/kg. Ved ekvivalenspunktet er det tilsett 6,000 g NaOH-løysing. Finn c(HCl).

Stoffmengd NaOH frå massen av tilsett løysing:

n(\text{NaOH}) = c_m \cdot m = 0{,}1000\ \text{mol/kg} \cdot 0{,}006000\ \text{kg} = 6{,}000 \cdot 10^{-4}\ \text{mol}

HCl + NaOH → NaCl + H₂O gir molforhold 1 : 1.

n(\text{HCl}) = 6{,}000 \cdot 10^{-4}\ \text{mol}

c(\text{HCl}) = \frac{6{,}000 \cdot 10^{-4}\ \text{mol}}{0{,}02000\ \text{L}} = 0{,}03000\ \text{mol/L}

Svar: c(HCl) = 0,03000 mol/L

📝Oppgave 9-44

Gravimetrisk titrering:

25,0 mL H₂SO₄ blir titrert gravimetrisk med NaOH-løysing med konsentrasjon 0,200 mol/kg. Ved ekvivalenspunktet er det tilsett 10,0 g NaOH-løysing. Finn c(H₂SO₄). (H₂SO₄ er toprotisk.)

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!

✏️Døme 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 9-45

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

Døme: HCl + NaOH

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

Svak syre + sterk base

Døme: CH₃COOH + NaOH

- Start: pH høgare enn sterk syre (delvis protolyse)
- Ekvivalenspunkt: pH > 7 (basisk, pga. CH₃COO⁻)
- Mindre bratt overgang ved ekvivalenspunktet

Svak base + sterk syre

Døme: NH₃ + HCl

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

✏️Døme 4: Tolking av titreringskurve

Ved titrering av 25,0 mL ukjend syre med 0,100 mol/L NaOH blir det observert:
- Start-pH = 2,87
- Ekvivalenspunkt (25,0 mL NaOH): pH = 8,72

Kva kan du konkludere, og kva for indikator passar?

Løysing:

Start-pH = 2,87: Høgare enn for ei sterk syre med same konsentrasjon (ville vore ≈ 1) → svak syre

Ekvivalenspunkt pH = 8,72 > 7: Basisk → svak syre + sterk base

Konsentrasjon:
$n_{\text{OH}^-} = 0{,}100 \cdot 0{,}0250 = 0{,}00250 \text{ mol}$
$[\text{syre}] = \frac{0{,}00250}{0{,}0250} = 0{,}100 \text{ mol/L}$

Indikator: Fenolftalein (omslag 8,3–10,0) dekkjer pH 8,72.

Konklusjon: 0,100 mol/L av ei svak, einprotisk syre, titrert med fenolftalein som indikator

📝Oppgave 9-46

Rekn ut pH ved ulike punkt i titreringa:

50,0 mL 0,100 mol/L HCl blir titrert med 0,100 mol/L 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?

📝Oppgave 9-47

Avsluttande spørsmål:

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

Kvifor blir ikkje universalindikator brukt ved titrering?

📝Oppgave 9-48

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?

Redoks-, fellings- og komplekstitrering

Titrering er ikkje berre for syrer og basar. Alle reaksjonar som er raske, går fullstendig, har kjent molforhold og har eit endepunkt vi kan sjå, kan brukast. Utrekninga er den same som før:

- stoffmengd titrant: $n = c \cdot V$
- molforholdet i den balanserte likninga gir stoffmengda av stoffet vi bestemmer
- rekn om til konsentrasjon, masse eller masseprosent

Type	Titrant	Reaksjon	Endepunkt	Blir brukt til
Redoks	KMnO₄ i sur løysing	MnO₄⁻ blir redusert til Mn²⁺	første svake rosa farge som blir ståande	jern, hydrogenperoksid
Redoks	I₂	I₂ blir redusert til I⁻	blå farge med stivelse	C-vitamin
Felling	AgNO₃	Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl(s)	raudbrunt Ag₂CrO₄ med kromat som indikator	klorid i vatn og mat
Kompleks	EDTA	metallion + EDTA → kompleks, 1 : 1	indikatoren skiftar farge	hardleiken til vatnet (Ca²⁺, Mg²⁺)

Permanganattitrering

Permanganationet er fiolett, medan Mn²⁺ er nesten fargelaust. Så lenge det er stoff att som kan oksiderast, blir kvar drope avfarga. Den første dropen i overskot fargar løysinga svakt rosa. Titranten er sin eigen indikator. Løysinga blir gjord sur med svovelsyre, ikkje saltsyre, fordi permanganat òg kan oksidere kloridion.

5\,\text{Fe}^{2+} + \text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ \rightarrow 5\,\text{Fe}^{3+} + \text{Mn}^{2+} + 4\,\text{H}_2\text{O}

Fellingstitrering med sølvnitrat (metoden til Mohr)

Sølvion feller ut kloridion som kvitt sølvklorid. Litt kaliumkromat er indikator. Sølvklorid blir felt først. Når nesten alt klorid er brukt opp, blir raudbrunt sølvkromat felt, og det er endepunktet:

$\text{Ag}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{AgCl}(s) \qquad 2\,\text{Ag}^+ + \text{CrO}_4^{2-} \rightarrow \text{Ag}_2\text{CrO}_4(s)$

Komplekstitrering med EDTA

EDTA bind seg til eitt metallion om gongen og dannar eit kompleks i forholdet 1 : 1. Prøva blir tilsett ei ammoniakkløysing som held pH på om lag 10, og ein indikator som skiftar farge når alle metalliona er bundne. EDTA reagerer med både Ca²⁺ og Mg²⁺, så titreringa gir summen av dei: hardleiken til vatnet.

✏️Døme 5: Jern i ein jerntablett

Ein jerntablett blir løyst i fortynna svovelsyre, og løysinga blir fortynna til 100,0 mL i ein målekolbe. 25,00 mL av løysinga blir titrert med KMnO₄ med konsentrasjon 0,005000 mol/L. Det går med 17,85 mL til svakt rosa farge. M(Fe) = 55,85 g/mol.

5\,\text{Fe}^{2+} + \text{MnO}_4^- + 8\,\text{H}^+ \rightarrow 5\,\text{Fe}^{3+} + \text{Mn}^{2+} + 4\,\text{H}_2\text{O}

Kor mange milligram jern inneheld tabletten?

n(\text{MnO}_4^-) = 0{,}005000\ \text{mol/L} \cdot 0{,}01785\ \text{L} = 8{,}925 \cdot 10^{-5}\ \text{mol}

Molforhold Fe²⁺ : MnO₄⁻ = 5 : 1:

n(\text{Fe}^{2+}) = 5 \cdot 8{,}925 \cdot 10^{-5}\ \text{mol} = 4{,}463 \cdot 10^{-4}\ \text{mol i 25,00 mL}

n(\text{Fe}) = 4 \cdot 4{,}463 \cdot 10^{-4}\ \text{mol} = 1{,}785 \cdot 10^{-3}\ \text{mol i 100,0 mL}

m(\text{Fe}) = 1{,}785 \cdot 10^{-3}\ \text{mol} \cdot 55{,}85\ \text{g/mol} = 0{,}0997\ \text{g}

Svar: Tabletten inneheld om lag 99,7 mg jern.

✏️Døme 6: Klorid i sjøvatn

10,00 mL sjøvatn blir fortynna til 250,0 mL. 25,00 mL av den fortynna løysinga blir tilsett litt kaliumkromat og titrert med AgNO₃ med konsentrasjon 0,05000 mol/L. Det går med 10,85 mL til raudbrunt botnfall. M(Cl) = 35,45 g/mol.

a) Finn c(Cl⁻) i sjøvatnet.
b) Finn kloridinnhaldet i g/L.

\text{Ag}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{AgCl}(s)

n(\text{Cl}^-) = n(\text{Ag}^+) = 0{,}05000\ \text{mol/L} \cdot 0{,}01085\ \text{L} = 5{,}425 \cdot 10^{-4}\ \text{mol}

c(\text{fortynna}) = \frac{5{,}425 \cdot 10^{-4}\ \text{mol}}{0{,}02500\ \text{L}} = 0{,}02170\ \text{mol/L}

Fortynna 25 gonger (10,00 mL til 250,0 mL):

c(\text{Cl}^-) = 25 \cdot 0{,}02170\ \text{mol/L} = 0{,}5425\ \text{mol/L}

Svar: c(Cl⁻) = 0,543 mol/L

b)
$0{,}5425\ \text{mol/L} \cdot 35{,}45\ \text{g/mol} = 19{,}2\ \text{g/L}$

Svar: Om lag 19,2 g klorid per liter.

📝Oppgave 9-49

Redokstitrering:

Ein C-vitamintablett blir løyst i vatn og titrert med I₂-løysing med konsentrasjon 0,05000 mol/L, med stivelse som indikator. Det går med 11,25 mL. C₆H₈O₆ + I₂ → C₆H₆O₆ + 2 I⁻ + 2 H⁺. M(C₆H₈O₆) = 176,12 g/mol. Finn massen av askorbinsyre i tabletten.

Korleis ser vi endepunktet i a)?

10,00 mL hydrogenperoksid frå apoteket blir fortynna til 100,0 mL. 10,00 mL av den fortynna løysinga blir gjord sur og titrert med KMnO₄ med konsentrasjon 0,0200 mol/L. Det går med 17,40 mL. 2 MnO₄⁻ + 5 H₂O₂ + 6 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 O₂ + 8 H₂O. Finn c(H₂O₂) i flaska, og masseinnhaldet i g/L. M(H₂O₂) = 34,02 g/mol.

Løs oppgaven

📝Oppgave 9-50

Hardleiken til vatnet med EDTA:

100,0 mL springvatn blir titrert med EDTA med konsentrasjon 0,01000 mol/L. EDTA dannar kompleks med Ca²⁺ og Mg²⁺ i forholdet 1 : 1. Det går med 6,30 mL. Finn den samla stoffmengda Ca²⁺ og Mg²⁺, og oppgi hardleiken som mg Ca per liter, rekna som om alle iona var kalsium. M(Ca) = 40,08 g/mol.

Vatn frå ein brønn i kalkrik grunn bruker 31,5 mL EDTA til same volum. Kor mange gonger hardare er brønnvatnet?

Kva fortel ikkje titreringa oss om iona i vatnet?

Løs oppgaven

📝Oppgave 9-51

Velje og drøfte titreringsmetode:

Ved titrering av Fe²⁺ med KMnO₄ blir det ikkje tilsett indikator. Forklar korleis vi ser endepunktet.

Ein elev løyser jerntabletten i saltsyre i staden for svovelsyre. Blir jerninnhaldet ho reknar ut, for høgt eller for lågt? Forklar.

Kva for titreringsmetode passar til kvar analyse: saltinnhaldet i ei suppe, hardleiken til vatnet og C-vitamininnhaldet i appelsinjuice? Grunngi kort.

Drøft kort kvifor titreranalyse framleis blir brukt i laboratorium, og kva som avgrensar metoden.

Løs oppgaven

📝Oppgave 9-52

Oppsummering:

Kva er skilnaden mellom volumetrisk og gravimetrisk titrering?

Korleis vel du rett indikator?

Kva er ekvivalenspunktet i ei syre–base-titrering?

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.