Die Titration steht im Mittelpunkt chemischer Analyseverfahren. Ein Beispiel ist die Bestimmung der Konzentration einer unbekannten Salpetersäure-Lösung. Hierzu verwendet man Natronlauge und einen Rotkohlindikator. Das Verfahren ist nicht nur bahnbrechend, allerdings ebenfalls anschaulich – der Rotkohlindikator liefert durch seine spezifischen Farbwechsel wichtige Informationen.
Zunächst ist die Reaktionsgleichung zwischen Salpetersäure (HNO3) und Natronlauge (NaOH) von Bedeutung:
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O. Hierbei unterliegt die Neutralisation dem Prinzip der stöchiometrischen Berechnung.
Der Naturstoff Rotkohl enthält ein gemischtes Farbpigment. Dieses reagiert auf die pH-Wert-Veränderung. Ein saurer pH-Wert erzeugt eine eindrucksvoll violette Farbe. Wohingegen bei Basen ein lebhaftes Grün sichtbar wird. Diese Farbänderungen sind entscheidend. Sie ermöglichen es den Umschlagpunkt zu erkennen.
Die Methode funktioniert so: Man gibt langsam Natronlauge zu der Salpetersäure-Lösung. Die Farbänderung könnte deutlicher nicht sein. Es entsteht eine Violettfärbung die allmählich in ein Grün übergeht – ebendies zu dem Zeitpunkt, an dem die gesamte Salpetersäure neutralisiert ist. Ein spannender Prozess – der chemische Prinzipien anschaulich demonstriert.
Um nun die Konzentration der unbekannten Salpetersäure-Lösung (c2) zu berechnen, kommt die Formel c1 V1 = c2 V2 ins Spiel. Hierbei stehen c1 und V1 für die Konzentration und das Volumen der Natronlauge. Und c2 und V2 theoretisch für die gesuchte Konzentration und das Volumen der Salpetersäure-Lösung.
Lassen Sie uns anhand eines praktischen Beispiels arbeiten: Angenommen die Natronlauge hat eine Konzentration von 0⸴15 mol/L und ein Volumen von 40 mL. Die Salpetersäure-Lösung hat ein Volumen von 50 mL. Mit diesen Werten ergibt sich:
c2 = (c1 * V1) / V2
c2 = (0,15 mol/L * 0⸴04 L) / 0⸴05 L
c2 = 0⸴12 mol/L.
Folglich hat die unbekannte Salpetersäure-Lösung nun eine Konzentration von 0⸴12 mol/L. Ein beeindruckendes Ergebnis – das durch einfache chemische Grundsätze ermöglicht wird.
Zusammenfassend lässt sich festhalten: Die Anwendung des Rotkohlindikators bei der Titration ist nicht nur lehrreich, einschließlich visuell fesselnd. Der Übergang von saurem zu basischem pH wird dabei anschaulich gemacht. Chemische Prozesse werden durch diese Methode greifbar. Bei der Berechnung der Konzentration sind Formeln wie c1 V1 = c2 V2 unerlässlich. Sie tragen zur genauesten Quantifizierung chemischer Substanzen bei und sind für Studenten und Fachleute gewissermaßen genau von Bedeutung.
Berechnung der Konzentration von Salpetersäure-Lösung und Verwendung des Rotkohlindikators zur Titration
Wie lässt sich die Konzentration einer Salpetersäure-Lösung mithilfe von Titration und Rotkohlindikator bestimmen?