Titrationskurven-Simulator
Gleichungen in dieser Simulation
| C_a | Konzentration des Analyten C_a (mol/L) | das, was eine Titration herausfinden soll; hier ist es eingestellt, damit du das Ergebnis prüfen kannst | |
|---|---|---|---|
| V_a | Volumen des Analyten V_a (mL) | mit einer Pipette in den Kolben abgemessen | |
| C_b | Konzentration der Maßlösung C_b (mol/L) | die Lösung in der Bürette: NaOH für eine Säure, HCl für eine Base | |
| n | abgegebene Protonen pro Molekül | 1 bei HCl und Essigsäure; Phosphorsäure hat drei, und die ersten zwei zeigen sich als getrennte Stufen in der Kurve | |
| V_e | Äquivalenzvolumen | die zugegebene Maßlösung, wenn sie den Analyten genau neutralisiert hat |
Mit den aktuellen Werten:
| [H₃O⁺] | Konzentration der Oxoniumionen | bei jedem Tropfen durch Lösen der Ladungsbilanz unten bestimmt | |
|---|---|---|---|
| [OH⁻] | Konzentration der Hydroxidionen | Wasser hält das Produkt der beiden bei 25 °C auf 10⁻¹⁴ | |
| pH | pH im Kolben | die Kurve steigt langsam, dann steil um den Äquivalenzpunkt, dann flacht sie ab |
Mit den aktuellen Werten:
| [A⁻] | Anionen der schwachen Säure | C × Ks ÷ (Ks + [H₃O⁺]) für jedes Proton; die Lösung muss elektrisch neutral bleiben, und das legt [H₃O⁺] genau fest | |
|---|---|---|---|
| [Na⁺], [Cl⁻] | Ionen der starken Base und Säure | sie reagieren nie, also sind sie einfach die zugegebenen Mol geteilt durch das Gesamtvolumen |
| pKa | Säurekonstante, als −log₁₀ Ks | beim halben Äquivalenzvolumen ist [A⁻] = [HA], also ist der pH dort gleich dem pKs; so misst eine Titration ihn | |
|---|---|---|---|
| [A⁻] ÷ [HA] | Verhältnis von Basen- zu Säureform | die Henderson-Hasselbalch-Gleichung gilt im Pufferbereich, dem flachen Teil der Kurve einer schwachen Säure |
Mit den aktuellen Werten:
| pK_In | der eigene pKs des Indikators | die Mitte seines Umschlagbereichs; ein guter Indikator schlägt im steilen Teil der Kurve um | |
|---|---|---|---|
| changed | Anteil des Indikators in seiner Basenfarbe | der Endpunkt ist dort, wo er halb umgeschlagen ist; der Abstand zwischen Endpunkt und Äquivalenzpunkt ist der Titrationsfehler |
Mit den aktuellen Werten:
So benutzt du den Titrations-Simulator
- Wähle den Analyten im Kolben, seine Konzentration und sein Volumen und die Konzentration der Maßlösung in der Bürette: Natronlauge für eine Säure, Salzsäure für eine Base. Such dir einen Indikator aus. Der Hahn öffnet sich sofort, und die Maßlösung tropft in den Kolben, während der Rührer mischt.
- Beobachte das pH-Meter und die Farbe im Kolben. Das Diagramm zeichnet die Titrationskurve beim Titrieren über die ganze Kurve in Grau; die roten Linien markieren das Äquivalenzvolumen, die pinke Linie die Mitte des Umschlagbereichs des Indikators. Ist Hahn schließen, wenn der Indikator umschlägt angekreuzt, schließt der Hahn am Endpunkt; drück auf Abspielen, um weiterzumachen, oder gib nahe dem Ende einzelne Tropfen zu.
- Vergleiche Endpunkt und Äquivalenzpunkt, um den Titrationsfehler zu sehen, und lies den pH bei halber Äquivalenz ab, der dem pKs einer schwachen Säure entspricht. Der pH-Rechner und der Molaritätsrechner rechnen dasselbe für eine einzelne Lösung, und der Pufferrechner bestimmt den Pufferbereich.
Häufige Fragen
Was ist der Äquivalenzpunkt?
Der Moment, in dem die Maßlösung den Analyten genau neutralisiert hat: die zugegebenen Mol Base entsprechen den vorhandenen Mol Säure, C_a V_a = C_b V_e. Bei einer starken Säure mit einer starken Base ist der pH dort 7. Bei einer schwachen Säure liegt er über 7, weil die zurückbleibende korrespondierende Base schwach basisch ist; bei einer schwachen Base liegt er unter 7.
Was ist der Unterschied zwischen Endpunkt und Äquivalenzpunkt?
Der Äquivalenzpunkt ist eine Tatsache der Chemie; der Endpunkt ist das, was du siehst, der Moment, in dem der Indikator umschlägt. Ein gut gewählter Indikator schlägt im steilen Teil der Kurve um, sodass beide nur einen Bruchteil eines Tropfens auseinanderliegen. Phenolphthalein passt für schwache Säuren mit starken Basen, Methylorange für starke Säuren mit schwachen Basen; bei einer starken Säure mit einer starken Base geht fast jeder, weil der Sprung etwa von pH 3 bis 11 reicht.
Wie findet eine Titration den pKs?
Auf halbem Weg zum Äquivalenzpunkt ist die Hälfte der schwachen Säure in ihre korrespondierende Base umgewandelt, also ist [A⁻] = [HA], und nach der Henderson-Hasselbalch-Gleichung ist pH = pKs. Lies den pH beim halben Äquivalenzvolumen ab, und du hast den pKs. Dieser flache Abschnitt der Kurve ist der Pufferbereich.
Warum zeigt Phosphorsäure zwei Sprünge?
Sie hat drei Protonen, die bei sehr verschiedenen pH-Werten abgegeben werden (pKs 2,15, 7,20 und 12,35). Jedes erzeugt seine eigene Stufe in der Kurve, beim einfachen und doppelten ersten Äquivalenzvolumen. Das dritte Proton ist zu schwach, um in Wasser einen Sprung zu zeigen.
Wie wird der pH berechnet?
Exakt, bei jedem Tropfen: Die Simulation löst die Ladungsbilanz der Lösung, [H₃O⁺] + [Na⁺] = [OH⁻] + [Cl⁻] + [A⁻], mit den Säurekonstanten und dem Ionenprodukt des Wassers 10⁻¹⁴. Diese eine Gleichung deckt den Anfang, den Pufferbereich, den Äquivalenzpunkt und den Überschuss an Maßlösung ab, ohne zwischen Näherungen zu wechseln.
Es heißt, WebGL sei abgeschaltet.
Die 3D-Ansicht braucht WebGL, das jeder aktuelle Browser hat. Es kann abgeschaltet sein, wenn die Hardwarebeschleunigung in den Browsereinstellungen deaktiviert ist oder der Grafiktreiber sehr alt ist. Schalte die Hardwarebeschleunigung ein oder probier einen anderen Browser.
Wird etwas hochgeladen?
Nein. Die Simulation zeichnet dein eigener Browser mit WebGL; nichts wird irgendwohin gesendet, und sie läuft auch offline weiter, sobald die Seite geladen ist.