Einfach erklärt: Redoxtitration - Manganometrie 4k 60Fps
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https://www.youtube.com/watch?v=WyVXPUP-Z-M

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 chemistry at home Chemie einfach erklärt heute beschäftigen wir uns mit redox zitrationen wie der Name schon
0:08 vermuten lässt sollte man dafür bereits Redoxreaktionen sicher aufstellen können und das Prinzip der Titration kennen für
0:16 alle die zu diesen Bereichen eine Auffrischung brauchen verlinken wir unsere Erklärvideos dazu in der
0:21 Videobeschreibung und rechts oben auch wenn man sich noch an beide Verfahren erinnert gehen wir kurz die wichtigsten
0:27 Punkte aus beiden Bereichen durch so beginnt man bei den redoxration damit dass man schaut ob die Koeffizienten auf
0:35 Edukt und Produktseite auch korrekt sind also dass der massenerhaltungssatz eingehalten wird dies muss man aber
0:42 zunächst nur für die Atome berücksichtigen welche eine oxidationszahländerung erfahren damit
0:48 kommen wir auch schon zum nächsten Schritt die Oxidationszahlen für alle Atome
0:52 aufstellen und danach diese mit Hilfe des elektronenausgleiches anpassen danach
0:58 muss man falls notwendig den Ladungsausgleich je nach milieö mit Oxoniumionen oder Hydroxidionen
1:05 durchführen beim stoffausgleich passt man die Anzahl der Sauerstoff und Wasserstoffatome auf Edukt und
1:11 Produktseite durch das Hinzufügen von Wassermolekülen im richtigen steöchiometrischen Verhältnis an um die
1:18 fertige Redoxgleichung aus den teilgleichungen zu erhalten muss man darauf achten dass in der oxidations und
1:25 reduktionsgleichung gleich viele Elektronen vorkommen falls dies nicht der Fall ist multipliziert man in der
1:31 Regel die teilgleichungen über das kleinste gemeinsame Vielfache der Elektronen damit man diese dann
1:38 herauskürzen kann und macht dann daraus eine gesamtgleichung bei der klassischen Titration aus der säurebasechemie stellt
1:45 man zunächst eine neutralisationsgleichung auf dabei entstehen immer ein Salz und Wasser
1:51 danach bildet man das stoffmengenverhältnis von der gesuchten Größe zur gegebenen Größe da man in der
1:57 Regel keine Stoffmenge berechnen soll muss man die Stoffmenge durch eine andere Variable ersetzen wenn man die
2:03 gesuchte Variable in seiner Formel hat dann löst man nach dieser auf setzt die gegebenen Werte ein und berechnet das
2:10 Ergebnis bei Berechnungen zur Titration benötigt man typischerweise die Formel Z Berechnung der
2:16 stoffmengenkonzentration und zur Berechnung der Stoffmenge über die Masse der Hauptunterschied einer
2:24 reduxxtiration zu einer klassischen säurebasetiration ist dass an Stelle der neutralisationsgleichung für die
2:31 Berechnung eine redoxreaktionsgleichung verwendet werden muss der Äquivalenzpunkt ist dabei nicht
2:36 dadurch gegeben dass Oxoniumionen und Hydroxidionen im gleichen Verhältnis vorliegen sondern der zu oxidierende
2:44 oder reduzierende Stoff hat vollständig weiter reagiert es gibt unterschiedliche Möglichkeiten wie dieser Äquivalenzpunkt
2:51 sichtbar gemacht werden kann die einfachste Methode ist wenn einer der Reaktionspartner wie bei der
2:57 manganometrie oder der bromatometrie bereits eine Eigenfarbe mit sich bringt und man durch einen Umschlag am
3:04 Äquivalenzpunkt diesen erkennen kann bei einigen reduxitrationen haben die Reaktionspartner aber keine Farbe oder
3:11 keinen umschlagsbereich am Äquivalenzpunkt dafür gibt es spezielle reduxindikatoren wie den
3:16 jodstärkeekomplex oder feroin oder auch eriochrom schwarz t Standardaufgaben denen man aus diesem Bereich begegnet
3:24 umfassen damit die manganometrie bromatometrie iodometrie mit dem stärkekomplex und der komplexometrie zur
3:33 wasserhärtebestimmung natürlich kann man auch noch eine Vielzahl anderer redoxzitration durchführen jedoch
3:38 sollten die genannten mit am häufigsten in Aufgaben vorkommen das praktische bei der redoxitration ist dass das Vorgehen
3:45 zur Lösung dieser Aufgaben eigentlich immer identisch ist abgesehen von einigen zusätzlichen Stolpersteinen die
3:51 man einbauen kann das allgemeine Vorgehen besprechen wir im Folgenden am einfachsten gehen wir die
3:58 redox an einem konkreten Beispiel durch dafür betrachten wir eine Aufgabe zur manganometrie bestimme mit Hilfe der
4:07 manganometrie die Konzentration einer schwefelsauren Wasserstoffperoxidlösung bis bei der
4:13 tiitration keine weitere Entfärbung der kaliumpermaganatlösung mehr eintritt werden 24 ml einer
4:20 kaliumpermaganatlösung mit der Konzentration 0,01 mol pro Liter verbraucht im Gefäß der Probelösung
4:27 befinden sich vor dem Start der Titration 15 ml Wasserstoffperoxidlösung gibt darüber
4:33 hinaus an wie viele Gramm Wasserstoffperoxid in der Probelösung enthalten sind zunächst notieren wir uns
4:39 alles was gesucht und gegeben ist hier wird nach der Konzentration der schwefelsauberen Wasserstoffperoxid
4:45 Lösung gesucht die Angabe schwefelsaure gibt uns hier nur die Information dass wir uns im sauren Milieu befinden es
4:52 handelt sich nicht um eine Reaktion mit einer Schwefelsäure sondern wir sollen die Konzentration der Wasserstoff per
4:59 oxidlösung bestimmen als nächstes finden wir die Angabe 24 ml einer Kaliumpermanganatlösung und notieren
5:07 diese darüber hinaus wird uns auch die Konzentration von 0,01 mol pro Liter angegeben welche wir natürlich auch
5:15 aufschreiben je nach Aufgabenstellung wird an Stelle von 0,01 mol pro Liter auch die Bezeichnung 0,01 molare Lösung
5:23 verwendet davon nicht verwirren lassen 0,01 molare Lösungen haben die Konzentration 0,01 mol pro Liter dann
5:32 finden wir noch 15 ml Wasserstoffperoxid als Probelösung welche titriert werden soll und zum Abschluss sollen wir auch
5:39 noch die Gramm Wasserstoffperoxid in der Probelösung bestimmen folglich ist die Masse des Wasserstoffperoxids gesucht
5:46 auch wenn das Notieren von gegeben und gesucht nicht wirklich notwendig ist empfiehlt es sich dies trotzdem zu
5:51 machen damit man bei der Aufgabe nichts übersieht darüber hinaus können wir so immer gleich starten und eine gewisse
5:57 Routine sollte uns das Lösen erleichtern als kleinen Einschub stellen wir kurz das Verfahren zur Aufgabe dar wir haben
6:06 hier ein Stativ mit einer Bürette und einem erlenmeierkolben beides muss befüllt
6:11 werden in die Bürette kommt unsere Maßlösung mit der bekannten Konzentration nämlich 0,01 mol pro Liter
6:18 das benötigte Volumen wurde experimentell bestimmt indem man die Maßlösung in die Probelösung bis zum
6:24 Umschlagspunkt Tropfen lässt die Probelösung hat eine unbekannte Konzentration we wir haben das Volumen
6:30 welches in den erlenmeerkolben gegeben wurde exakt abgemessen und auf 15 ml eingestellt wenn man Kalium Permanganat
6:38 zutropft dann werden die manganaationen zu den farblosen manganionen reduziert sobald der Äquivalenzpunkt erreicht ist
6:44 gibt es kein Reduktionsmittel mehr wodurch diese Reduktion nicht mehr stattfinden kann und dann die
6:50 verbleibenden manganationen die Probelösung auch einfärben nachdem man gegeben und
6:58 gesucht notiert hat stellt man direkt die Redoxreaktion auf indem man zunächst die Reduktions und oxidationsgleichung
7:05 notiert bei der reduktionsgleichung werden die manganaationen zu manganionen reduziert in der oxidationsgleichung
7:12 wird der zu oxidierende Stoff Wasserstoff Peroxid zu Sauerstoff oxidiert diese Information muss man
7:19 selbst wissen und wird nicht über die Aufgabenstellung angegeben wer das also noch nicht auf dem Schirm hatte merken
7:25 dass Wasserstoffperoxid zu Sauerstoff oxidiert wird danach nur noch die Elektronen über die Multiplikation der
7:31 teilgleichungen anpassen und schon haben wir die fertige Redoxgleichung die oxidations und
7:39 reduktionsgleichung brauchen wir im weiteren Verlauf nicht mehr jetzt geht es ans
7:44 stoffmengenverhältnis dabei empfehlen wir immer das stoffmengenverhältnis der gesuchten Größen zu den gegebenen Größen
7:51 aufzustellen damit man beim Umformen weniger beachten muss das heißt man schreibt auf den Bruchstrich die
7:57 Stoffmenge der Verbindung zu der wir etwas berechnen sollen und unter dem Bruchstrich die Stoffmenge der
8:02 Verbindung von der wir die vollständigen Angaben zur Berechnung der Stoffmenge oder direkt die Stoffmenge selbst
8:08 angegeben haben natürlich kann man das stoffmengenverhältnis auch anders herum bilden aber dann bitte darauf achten
8:14 dass man es richtig auflöst für diese Aufgaben benötigen wir dem Naach das stoffmengenverhältnis von
8:20 Wasserstoffperoxid zu den manganationen welches 5 zu2 ist einfach die Koeffizienten aus der reduxsgleichung
8:27 abschreiben dann lösen wir zur Gesuch Stoffmenge auf indem wir mit der Stoffmenge der manganaationen
8:33 multiplizieren damit erhalten wir dass die Stoffmenge des Wasserstoffperoxids g=ich 5 halbe malte
8:39 Stoffmenge der permanganaationen ist das koeffizientenverhältnis wird in den nächsten Schritten dann gerne vergessen
8:45 deswegen am besten direkt farbig markieren damit man es nicht übersieht jetzt geht's zum Auflösen
8:53 einsetzen und berechnen unser stoffmengenverhältnis haben wir bereits ein wenig umgeformt aber im nächsten
8:58 Schritt müssen wir unser Wissen darüber nutzen dass die Stoffmenge gleich der Multiplikation der
9:03 stoffmengkonzentration des Stoffes und des Volumens der Lösung ist deswegen können wir die Variable n in unserer
9:10 Gleichung mit diesem term ersetzen und erhalten dass die Stoffmenge von Wasserstoff Peroxid = 5/be mal der
9:17 Konzentration der manganaden mal dem Volumen der manganaaden Lösung ist wobei wir das einfach auch mit
9:24 vmno4- notieren jetzt können wir die Werte 0,01 mol pro Liter und 0,024 l einsetzen ausrechnen und erhalten damit
9:33 6 x 10 hoch-4 Mol da die Konzentration sich über n durch v berechnen lässt können wir diese jetzt für
9:40 Wasserstoffperoxid berechnen dabei benötigen wir noch das Volumen von 0,015 l aus der Angabe und berechnen dass die
9:47 stoffmengkonzentration von Wasserstoffperoxid 4 x 10 hoch-2 Mol pro Liter
9:54 ist die Aufgabenstellung will ja auch noch von uns dass wir die Menge von Wasserstoff per in der Lösung berechnen
10:01 entsprechend brauchen wir die Formel Stoffmenge ist gleich Masse durch molare Masse die Stoffmenge haben wir gerade
10:06 berechnet und die molare Masse finden wir über das Periodensystem der Elemente heraus wir lösen nach der Masse auf
10:12 indem wir mit der molaren Masse multiplizieren somit erhalten wir Stoffmenge mal molare Masse ist gleich
10:19 die Masse was wir direkt umdrehen können damit unsere gesuchte Größe vor dem ist gleich steht dann setzen wir die Werte 6
10:26 x 10 hoch-4 Mol und 34 0147 g pro Mol ein und multiplizieren diese die Masse an wasserstoffperoxid ist damit 2,04 x
10:37 10 hoch-2 g die Aufgabe ist damit gelöst wir gehen noch kurz auf eine Alternative Herangehensweise ein so kann
10:47 man nachdem man das stoffmengenverhältnis soweit aufgestellt und umgeformt hat in den Formeln direkt
10:53 nach der gesuchten Größe weiter umformen und auflösen zur Berechnung der Konzentration bedeutet dies dass man die
11:00 Stoffmenge von Wasserstoffperoxid direkt durch die Konzentration mal das Volumen von Wasserstoffperoxid ersetzt dann
11:07 durch das Volumen von Wasserstoff Peroxid teilt und damit erhält man die Formel zur Berechnung der Konzentration
11:13 für die Berechnung der Masse geht man nach demselben Prinzip vor man ersetzt die Stoffmenge durch Masse durch molare
11:19 Masse und formt damit folgendermaßen um noch mit der molaren Masse multiplizieren und wir erhalten die
11:25 fertige Formel zur Berechnung der Masse von Wasserstoffperoxid welche der beiden Methoden man verwendet spielt keine
11:31 Rolle wenn man die Stoffmenge als Zwischenprodukt benötigt bietet es sich an die schrittweise Berechnung
11:37 durchzuführen das wichtigste noch einmal zusammengefasst zunächst sollte man gegebene und gesuchte Angaben aus der
11:44 Aufgabenstellung notieren wennleich das nicht unbedingt notwendig ist im nächsten Schritt stellt man die
11:49 reduxreaktion auf ohne Reaktionsgleichung funktionieren hrationen nicht deswegen nicht vergessen
11:55 danach bildet man wie in einer surebasetration das stoffmengenverhältnis und abschließend
12:01 muss man nach den gesuchten Größen auflösen die Werte aus der Angabe einsetzen und
12:07 berechnen weitere chemieinhalte findet ihr unter www.chemistry@home.de falls ihr Fragen
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