Practicum p

Achtergrond:
Citroenzuur wordt wereldwijd op grote schaal toegevoegd aan frisdranken. Aan de hand van een terugtitratie met zoutzuur wordt het gehalte citroenzuur (in g/100 mL) in Bar-le-Duc Citron bepaald. Volgens de fabrikant bevat Bar-le-Duc Citron 2,5 – 3,0 g citroenzuur per 100 mL.

Benodigdheden (excl. glaswerk):
–     Bar-le-Duc Citron
–     natronloog (4,000 g NaOH per L)
–     zoutzuur (0,0983 mol HCl per L)
–     broomthymolblauw (indicator)

Werkwijze:
–     Ontgas Bar-le-Duc Citron voorafgaand aan de bepaling
–     Breng 10,00 mL hiervan over in een erlenmeyer
–     Voeg hieraan 50,00 mL natronloog toe
–     Voeg ca. 10 druppels broomthymolblauw toe; de oplossing kleurt blauw
–     Lees de beginstand van de buret af
–     Titreer de verkregen oplossing met zoutzuur (onder continu roeren met een magneetroerder) totdat de oplossing groen kleurt
–     Lees de eindstand van de buret af

Meetresultaten:
Beginstand buret:       8,10 mL
Eindstand buret:       14,68 mL

Opgaven:
1.                  Geef de structuurformule van citroenzuur. (1p)
2.                  Met welke reden wordt citroenzuur voor de consument aan frisdrank toegevoegd? (1p)
3.                  Welk gas wordt met het ontgassen uit de frisdrank verwijderd? (1p)
4.                  Bereken [OH–] van de gebruikte natronloog. (2p)
5.                  De chemische hoeveelheid OH–-ionen die in 50,00 mL natronloog aanwezig is, is de totaal toegevoegde hoeveelheid OH–-ionen, oftewel n(OH–)totaal. Bereken deze chemische hoeveelheid OH–-ionen. (1p)
6.                  Wanneer HCl in water wordt gebracht, gaat HCl ioniseren. Bereken aan de hand van de reactievergelijking de [H+] van het gebruikte zoutzuur. (2p)

Citroenzuur is een 3-waardig zwak zuur. Bij de reactie met natronloog zal een citroenzuurmolecuul dus 3 H+-ionen afstaan.

7.                  Geef de reactievergelijking die optreedt bij het toevoegen van natronloog aan de ontgaste frisdrank. (2p)

Bij deze indirecte titratie is door het toevoegen van 50,00 mL natronloog aan 10,00 mL Bar-le-Duc Citron een overmaat aan OH–-ionen toegevoegd. Dat betekent dat de aanwezige citroenzuurmoleculen met een deel van de OH–-ionen hebben gereageerd. De chemische hoeveelheid OH–-ionen (in mol) die na de reactie met de citroenzuurmoleculen is overgebleven, wordt bij deze indirecte titratie met zoutzuur bepaald. Deze wordt verderop in de tekst aangeduid als n(OH–)overgebleven .

8.                  Geef de reactievergelijking die optreedt tijdens het titreren. (2p)
9.                  Geef aan waarom broomthymolblauw een geschikte indicator is voor deze bepaling. (2p)
10.               Bereken het volume zoutzuur dat tijdens de titratie is gebruikt. (1p)
11.               Bereken hoeveel mol H+-ionen er is toegevoegd vanuit de buret in de erlenmeyer. (1p)

Uit de hierboven berekende hoeveelheid H+-ionen kan n(OH–)overgebleven worden berekend.

12.               Bereken n(OH–)overgebleven. (2p)
13.               Hoeveel mol OH–-ionen heeft WEL gereageerd met de in de 10,00 mL Bar-le-Duc Citron aanwezige chemische hoeveelheid citroenzuur? (2p)
14.               Bereken het gehalte citroenzuur in gram per 100 mL van de gebruikte Bar-le-Duc Citron. (3p)