Reaktionsgleichung aufstellen
Bei der Titration in diesem Versuch findet eine Redox-Reaktion statt. Schweflige-Säure-Moleküle und Iod-Moleküle reagieren zu Schwefelsäure-Molekülen und Iodwasserstoff-Molekülen. Die Schweflige-Säure-Moleküle werden zu Schwefelsäure-Molekülen oxidiert und geben dabei Elektronen ab. Die Iod-Moleküle werden zu Iod-Wasserstoff-Molekülen reduziert und nehmen dabei Elektronen auf.
Ox: \(\ce{H2SO3 + 3 H2O -> H2SO4 + 2 H3O^+ + 2 e^-}\)
Red: \(\ce{I2 + 2H3O^+ + 2e^- -> 2 HI + 2 H2O}\)
Redox: \(\ce{H2SO3 + I2 +H2O -> H2SO4 + 2HI}\)
Stoffmengenverhältnis aufstellen
Wie du in der Reaktionsgleichung ablesen kannst, reagiert ein schweflige-Säure-Molekül mit einem Iod-Molekül. Daraus ergibt sich ein Stoffmengenverhältnis von 1:1.
Äquivalenzpunkt bestimmen
Der Äquivalenzpunkt befindet sich am Farbumschlag der Titration (Abb. 2). Am Äquivalenzpunkt hast du \(\pu{8,6 ml}\) Iod-Kaliumiodid-Lösung zum Wein gegeben.
Bekannte Größen zusammenschreiben
Jetzt kannst du deine Berechnung starten. Folgende Größen sind dir jetzt bekannt:
- Stoffmengenkonzentration der Iod-Kaliumiodid-Lösung \(\pu{c = 0,005 \frac{mol}{L}}\)
- Volumen der zugegebenen Iod-Kaliumiodid-Lösung \(\pu{V = 8,6 ml = 0,0086 L}\)
- Volumen der schweflige-Säure-Lösung (Wein) \(\pu{V = 50 ml = 0,05 L}\)
Stoffmenge berechnen
Die Stoffmenge \(\pu{n}\) berechnest du mit der folgenden Formel: \(\pu{n = c \cdot V}\). Dir sind die Konzentration \(\pu{c}\) und das Volumen \(\pu{V}\) der Iod-Kaliumiodid-Lösung bekannt. Du setzt die bekannten Größen in die Formel ein und berechnest das Ergebnis:
\(\pu{n = 0,005 \frac{mol}{L} \cdot 0,0086 L}\)
\(\pu{n = 0,000043 mol}\).
Da du bei der Reaktion dieser Titration ein Stoffmengenverhältnis von 1:1 hast, gilt, dass die Stoffmenge der Iod-Moleküle gleich der Stoffmenge der schweflige-Säure-Moleküle ist:
\(\ce{n(I) = n(H2SO3) = 0,000043\,mol}\).
Stoffmengenkonzentration berechnen
Berechnung über die Stoffmenge
Das ist dir bekannt:
- Stoffmenge der schwefligen Säure \(\pu{n = 0,000043 mol}\)
- Volumen der schweflige-Säure-Lösung (Wein) \(\pu{V = 0,05 L}\)
- Formel zur Berechnung der Stoffmengenkonzentration \(\pu{c = \dfrac{n}{V}}\)
Du setzt einfach die bekannten Größen in die Formel ein und kannst auf diese Weise die Stoffmengenkonzentration deiner Probe-Lösung berechnen.
\(\pu{c = \dfrac{0,000043 mol}{0,05 L}}\)
\(\pu{c = 0,00086 \frac{mol}{L}}\)
Der Wein hat eine schweflige-Säure-Konzentration von \(\pu{0,00086 \frac{mol}{L}}\).
Berechnung der Masse
Das ist dir bekannt:
- Konzentration der schweflige-Säure-Lösung (Wein) \(\pu{c = 0,00086 \frac{mol}{L}\)
- Molare Masse der schwefligen Säure \(\pu{M = 82,07 \frac{g}{mol}}\)
- Formel zur Berechnung der Masse \(\pu{m = c \cdot M}\)
Jetzt setzt du die Werte in die Formel ein und berechnest das Ergebnis:
\(\pu{m = 0,00086 \frac{mol}{L} \cdot 82,07 \frac{g}{mol}}\)
\(\pu{m = 0,0705 \frac{g}{L}}\)
In einem Liter Wein ist eine Masse an schwefliger Säure von \(\pu{m = 0,0705 g = 70,5 mg}\) enthalten.
