Azijnzuurgehalte

Azijnzuurgehalte bepalen door middel van Titratie

Doel van de Proef
We willen het azijnzuurgehalte in tafelazijn bepalen door middel van deze proef. We willen namelijk weten of het tafelazijn wel aan de warenwet voldoet. In de warenwet staat immers dat er minstens 4,0 gram per 100 mL azijnzuur in tafelazijn aanwezig moet zijn. Of dat daadwerkelijk zo is gaan we onderzoeken.
Dit willen we doen door middel van titratie.

Benodigdheden
Buret
Erlenmeyer
Bekerglas 100 mL
Statiefmateriaal
Roerder
Thermometer
Natronloog
Gedestilleerd water
Tafelazijn
De indicator Phenolphtaline
Een pipet van 10 mL
Een pipet van 25 mL

Voorkennis
We weten de reactievergelijking van azijnzuur met natronloog, deze is namelijk:
CH3COOH(aq) + OH- (aq) à CH3COO- (aq) + H2O(l)

We zien hier dat de molverhouding azijnzuur : natronloog 1:1 is.
Als we de indicator phenolphtaline van te voren bij de verdunde tafelazijn toevoegen zal er bij de titratie een omslag plaatsvinden op het moment dat al het azijnzuur in het tafelazijn gereageerd heeft met het natronloog.
Er zal dan namelijk een kleuromslag zijn van een heldere kleurloze vloeistof naar een roze/paarse vloeistof.
Ook weten dat als een zuur-base reactie aan de gang is, de temperatuur stijgt. Zodra de temperatuur gaat dalen of gelijk blijft weten we dat de zuur-base reactie is afgelopen.
Aangezien natronloog een base is en azijnzuur een zuur, zal hier een zuur-base reactie gaan verlopen. Of dit laatste van toepassing is op deze proef zullen we gedurende de proef onderzoeken.

Opstelling van de proef
--

Uitvoering in stappen beschreven

Opmerking: Deze hele proef voeren we in duplo uit!

Er zal, zoals we weten, bij de titratie de volgende reactie verlopen:
CH3COOH(aq) + OH- (aq) à CH3COO- (aq) + H2O(l)

Als al het azijnzuur in het tafelazijn gereageerd heeft met het toegevoegde natronloog zal er een kleuromslag plaatsvinden.

We weten, omdat het een zuur-base reactie is, de temperatuur zal dalen of gelijk blijft wanneer de reactie is afgelopen, of dit ook het geval is bij deze proef weten we niet. We gaan dit dus dan ook onderzoeken. De redden dat het bij deze reactie misschien niet zo is is omdat dit een wat ingewikkeldere zuur-base reactie is dan degenen die we voorheen hebben gedaan.

Voordat we met de proef beginnen noteren we de molariteit van het Natronloog.
We zullen eerst de buret doorspoelen met het natronloog en daarna vullen we de buret met genoeg natronloog. We noteren deze beginhoeveelheid loog in de buret natuurlijk.

Daarna zullen we in een maatkolf 10 mL tafelazijn en daarbij 90 mL gedestilleerd water doen. Hierdoor is het tafelazijn 10x verdund. We schudden deze oplossing erg goed. Dit doen we door gebruik te maken van voorgespoelde pipetten. Van deze oplossing doen we 25 mL in de erlenmeyer.

Hierna monteren we deze erlenmeyer onder de buret, met een roerder en thermometer erin.

Hierna blijven we net zolang loog druppelen in het bekerglas totdat de kleur in de erlenmeyer omslaat.
We zullen om de 2,00 mL gedruppelde loog de temperatuur op dat moment noteren in een tabel en deze gegevens later nog verwerken in een diagram.

Zodra we de kleuromslag waarnemen stoppen we meteen met druppelen en noteren we de hoeveelheid natronloog die in de buret is achtergebleven.
Met de einstand en beginstand van de buret kunnen we het aantal mL loog uitrekenen dat nodig is geweest om met al het azijnzuur in de tafelazijn te reageren.

(Met het gemiddelde aantal mL loog van de proef in duplo en de eerste maal van het uitvoeren van de proef zullen we verder rekenen.)

Omdat we de molariteit van het loog weten kunnen we het aantal mol loog dat nodig is geweest berekenen en daarmee het aantal mol dat in het tafelazijn aanwezig is. De molverhouding azijnzuur:loog is immers 1:1.

Met de molaire massa van azijnzuur kunnen we het aantal gram azijnzuur in het tafelazijn bepalen. Dit antwoord is de hoeveel azijnzuur in gram per 25 mL tafelazijn.
Hierna hoeven we alleen nog maar van gram/25mL naar gram per liter om te rekenen!
Het antwoord hieruit is het antwoord dat we willen weten.

Waarnemingen

Bij de eerste proef is de beginstand van de buret: 0,40 mL.
Na de kleuromslag is de stand van de buret 18,00 mL.
Dit betekent dat er 17,60 mL natronloog nodig was om al het azijnzuur in het tafelazijn te laten reageren.

We hebben ook om de 2,00 mL de temperatuur gemeten.
De resultaten hiervan hebben we verwerkt in de volgende tabel:

Aantal mL toegevoegde loog Temperatuur in °C
0,00 mL 24,0 °C
2,00 mL 24,0 °C
4,00 mL 24,5 °C
6,00 mL 24,5 °C
8,00 mL 24,5 °C
10,00 mL 25,0 °C
12,00 mL 25,0 °C
14,00 mL 25,0 °C
16,00 mL 25,0 °C
17,60 mL 25,0 °C

Aan deze resultaten zien we dat de temperatuurstijging-methode hier niet goed werkt. Tijdens de reactie is de stof maar 1,0 graad gestegen en hebben we niet aan de temperatuur kunnen zien of de reactie was afgelopen of niet, daarvoor waren de verschillen tussen de temperaturen te klein. We zullen bij de 2e keer van het uitvoeren van de proef dan ook niet de temperatuur opmeten omdat we uit deze voorgaande proef kunnen zien dat het totaal gaan nut heeft.

Bij de proef in duplo krijgen we de volgende resultaten:
De beginstand van de buret met het natronloog is 18,00 mL.
De eindstand van de buret is 35,60 mL.
Dit betekent dat er 17,60 mL natronloog nodig was om al het azijnzuur in het tafelazijn te laten reageren.

We hebben dus een heel mooi resultaat gekregen. Bij beide uitvoeringen van de proef was precies 17,60 mL natronloog nodig! Hier rekenen we vanzelfsprekend mee verder.

Berekeningen
We hebben het tafelazijn als volgt verdund: 10,00 mL tafelazijn aangevuld met 90 mL water. Hiervan hebben we 25,00 mL getritreerd met 0,10M Natronloog. Hiervan was 17,60 mL voor nodig.

De reactievergelijking is:
CH3COOH(aq) + OH- (aq) à CH3COO- (aq) + H2O(l)

We willen de concentratie azijnzuur weten.
De molverhouding natronloog: azijnzuur is 1:1.

Het aantal mol natronloog is:
17,60 . 10-3 Liter * 0,10 M = 1,760.10-3 mol OH-(aq).
Dit betekent dat er ook 1,760.10-3 mol CH3COOH(aq) bij de titratie is gebruikt.

Dus 1,760.10-3 mol CH3COOH(aq) in 25,00 mL verdunde oplossing. Dus in de maatkolf was
4 * 1,760.10-3 mol = 7,040.10-3 mol CH3COOH(aq) aanwezig.
Dit kwam uit 10,00 mL onverdunde tafelazijn.

Dus in 100 mL onverdunde tafelazijn is
10 * 7,040.10-3 = 7,040.10-2 mol CH3COOH(aq) aanwezig.

De molaire massa van CH3COOH(aq) is 60,05 gram/mol.
Er is dus 7,040.10-2 * 60,05 gram/mol = 4,228 gram CH3COOH(aq) per 100 mL azijn aanwezig.

Deze tafelazijn voldoet dus wel aan de warenwet.

Conclusie
Uit deze proef kunnen we concluderen dat onze tafelazijn aan de warenwet voldoet. Er zit namelijk minstens 4,0 gram per 100 mL azijnzuur in de tafelazijn, namelijk 4,228 gram azijnzuur per 100 mL tafelazijn. Dit hebben we bepaald door middel van titreren.

Nabespreking
We hebben tijdens onze proef gemerkt dat ‘de temperatuur-methode’ hier niet goed te gebruiken is. De temperatuur steeg weliswaar wat maar dit was zo’n klein beetje dat het te onnauwkeurig was om te gebruiken in onze berekeningen.
Met de ‘kleuromslag-methode’ ging het aan andere kant wel heel goed. We vinden zelf dat we hele mooie resultaten hebben gekregen; vooral omdat we precies hetzelfde aantal mL natronloog kregen dat nodig was om al het azijnzuur te laten reageren bij zowel de eerste als de in duplo proef.
We vonden het een leuke proef om aan te werken en zijn nog steeds grote fan van de elektrische roerder, omdat het gewoon een cool ding is.