NaOH Concentration Determination via Titration

Onderzoekspracticum: Bepaling van NaOH-Concentratie mbv Titratie

Attitudes (Evaluatie)

• Veiligheid:
  • Labojas correct gedragen (aan en dicht).
  • Veiligheid van medeleerlingen in acht genomen.
  • Veiligheidsbril gedragen.
  • Aandacht voor P- en H-zinnen (veiligheidsvoorschriften).
• Orde en Netheid:
  • Glaswerk gereinigd.
  • Haren in orde (vastgebonden indien nodig).
  • Boekentas opgeborgen.
  • Tafel en wasbak gereinigd.
  • Afval gesorteerd.
  • Alles terug op de juiste plaats.
• Werk:
  • Gebruik van materiaal correct.
  • Vlotte samenwerking.
  • Praten met andere groepen (ongewenst).
• Gedrag:
  • Uitvoering van de procedure correct.
  • Reflectie op de resultaten.

Doel van het Practicum

• Bepaling van de concentratie van natriumhydroxide (NaOH) door titratie met een geijkte zoutzuuroplossing (HCl) met een bekende concentratie van 0,10 mol/L.
• Leren omgaan met volumetrisch materiaal, zoals maatkolf, pipet, pipetpomp, en buret.

Oriënteren - Onderzoeksvraag

• Onderzoeksprobleem: Bepaal de concentratie van de ter beschikking gestelde NaOH-oplossing door titratie met een 0,10 mol/L HCl-oplossing.
• Onderzoeksvragen: Gerelateerd aan de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de titratie.

Voorbereiden

A - Informatie Verzamelen = Vooronderzoek

• Principe van de titratie: Een kwantitatieve chemische analyse waarbij een bekende hoeveelheid van een reagens (hier: HCl) wordt gebruikt om de concentratie van een andere stof (hier: NaOH) te bepalen.
• Principe van zuur-base-indicatoren: Stoffen die van kleur veranderen afhankelijk van de pH van de oplossing, waardoor het equivalentiepunt van de titratie kan worden gedetecteerd. Fenolftaleïne is hier de indicator.

B - Benodigdheden

• Materiaal:
  • Buret: Voor het nauwkeurig toevoegen van de titrant (HCl).
  • Statief en buretklem: Om de buret vast te houden.
  • Erlenmeyer van 250 mL: Voor het titreren van de NaOH-oplossing.
  • Maatcilinder van 100 mL: Voor het afmeten van vloeistoffen (minder nauwkeurig dan een pipet).
  • Pipet van 10 mL: Voor het nauwkeurig afmeten van de NaOH-oplossing.
  • Trechter: Om vloeistoffen gemakkelijk in de buret te gieten.
  • Wit kaartje: Als achtergrond om de kleuromslag van de indicator beter te kunnen zien.
• Stoffen:
  • Fenolftaleïne: Zuur-base indicator.
  • Gedestilleerd water: Voor het spoelen van glaswerk en eventueel verdunnen van oplossingen.
  • NaOH-oplossing: De oplossing waarvan de concentratie moet worden bepaald. Gevaarlijke stof: H315-319 (veroorzaakt huid- en oogirritatie), P280.1+3-305+351+338 (beschermende handschoenen en oogbescherming dragen; bij contact met de ogen: voorzichtig afspoelen met water; contactlenzen verwijderen indien mogelijk; blijven spoelen).
  • HCl-oplossing (0,10 mol/L): De titrant met bekende concentratie. Geen H- en P-zinnen vermeld, wat suggereert een relatief lage concentratie en minder ernstige risico's.

Uitvoeren - Werkwijze

1. Breng met een pipet nauwkeurig 10 mL van de NaOH-oplossing in een erlenmeyer en voeg enkele druppels fenolftaleïne toe. Homogeniseer (meng). De fenolftaleïne zal in basische oplossing roze kleuren.
2. Vul de buret met de 0,10 mol/L HCl-oplossing.
3. Noteer de beginstand van de HCl-oplossing in de buret (nauwkeurig aflezen).
4. Titreer de NaOH-oplossing met de HCl-oplossing tot de oplossing kleurloos wordt. Dit is het equivalentiepunt, waar de NaOH is geneutraliseerd door de HCl. De oplossing wordt kleurloos, omdat fenolftaleïne kleurloos is in zure oplossing. Meng de oplossing tijdens het titreren goed door (homogeniseren).
5. Noteer de eindstand van de HCl-oplossing in de buret.
6. Voer de titratie minstens driemaal uit om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te verhogen. Bereken het gemiddeld toegevoegde volume HCl.
7. Laat na de titratie de buret leeglopen en spoel deze na met kraanwater.
8. Proefopstelling tekenen met benoemde onderdelen (buret, statief, erlenmeyer, etc.).

Meetgegevens

• Tabel invullen met meetgegevens.

Berekeningen

1. Bereken de concentratie van NaOH in de onbekende oplossing, uitgedrukt in mol/L. Formule: \text{mol NaOH} = \text{mol HCl} M{\text{NaOH}} \times V{\text{NaOH}} = M{\text{HCl}} \times V{\text{HCl}} Hieruit volgt: M{\text{NaOH}} = \frac{M{\text{HCl}} \times V{\text{HCl}}}{V{\text{NaOH}}} Waarbij:
   • M_{\text{NaOH}} = Molariteit van NaOH (wat we zoeken).
   • V_{\text{NaOH}} = Volume van NaOH (10 mL = 0.010 L).
   • M_{\text{HCl}} = Molariteit van HCl (0,10 mol/L).
   • V_{\text{HCl}} = Gemiddeld volume van HCl gebruikt in de titratie (in liters).
2. Bereken de concentratie van NaOH in de oplossing, uitgedrukt in massa/volume percentage (m/V%).
   • Eerst de berekende molariteit (mol/L) omzetten naar gram/L.
     \text{Gram/L} = M{\text{NaOH}} \times M{\text{molaire massa NaOH}}
     \text{Gram/L} = M_{\text{NaOH}} \times 40 \text{ g/mol}
   • Daarna omzetten naar m/V%.
     \text{m/V %} = \frac{\text{Gram NaOH}}{\text{Volume oplossing}} \times 100 ; Volume oplossing = 100ml dus 0.1L.

Rapporteren - Reflecteren

• Komt de berekende concentratie overeen met de waarde vermeld op het etiket (indien aanwezig)?
• Indien de berekende waarde niet overeenkomt met de waarde op het etiket, mogelijke oorzaken:
  • Onnauwkeurigheden bij het aflezen van de buret.
  • Fouten bij het pipetteren van de NaOH-oplossing.
  • Niet goed mengen van de oplossing tijdens de titratie.
  • Verkeerde inschatting van het equivalentiepunt (kleuromslag).
  • De HCl-oplossing had niet exact de aangegeven concentratie.
  • De NaOH-oplossing was niet meer zuiver (kan CO2 uit de lucht opgenomen hebben).