Fosforzuur in cola

wortelman

Hoi, wij gaan met de klas 1 laatste grote practicum doen. Hierbij gaat hem om deze vraag:

Hoe kun je bepalen hoeveel fosforzuur er in 1 liter (Coca) Cola zit?

Ik heb zelf wel een begin kunnen maken bij de oplossing hiervan, maar ik kom helaas niet verder

Mijn begin is:

Ik denk dat er een titratie nodig is. Eerst verwarm je de cola om het koolzuur te verwijderen en dan gebruik je norrit om de cola te ontkleuren.

Ik wil natronloog gebruiken om te titreren:

3NaOH + H3PO4 --> 3H2O + 3Na+ + PO43 (molverhouding is dus 3:1)

En daarna had ik nog wat gegevens:

Molmassa fosforzuur is 97,99u

In cola zit 540mg = 54 gram per liter

Hierna liep ik vast

Heeft iemand enig idee hoe ik dit verder moet doen?

Alvast bedankt

Jan van de Velde

Om te beginnen eens bladeren in de zoekfunctie?

http://www.wetenschapsforum.nl/mods/zoekre...&sa.y=8#914

wortelman

ik heb ze bijna allemaal doorgelopen. Sommige krijgen een slotje, maar bij vrijwel de meeste wordt er geen duidelijk antwoord gegeven, maar stopt het plotseling.

ik zit nu ook op google te kijken of ik iets kan vinden, maar ik vind nergens tips die kunnen leiden naar duidelijke antwoorden

Kravitz

Wat wil je precies weten? Weet je hoe een titratie werkt en wat het doel daarvan is?

wortelman

Misschien heb ik het niet zo duidelijk neergezet. Wij gaan woensdag een practicum doen: Hoe kun je bepalen hoeveel fosforzuur er in 1 liter cola zit.

Hiervoor hebben we geen informatie gekregen en moeten wij zelf woendag ochtend tegen de TOA zeggen welke benodigdheden/materialen we nodig hebben. (dit hebben ze waarschijnlijk al klaar liggen maar wij moeten het zelf bedenken). Daarnaast moeten we al een berekening maken van wat je gaat doen.

Nou snap ik de benodigdheden wel:

- Natronloog

- Norrit

- Verwarmapparaat (eventjes alles in 1 genomen)

- Titratieapparaat

Maar ik kom niet verder met mijn berekening. Daarvoor had ik een tip gevraagd

Marko

Tja, maar om een zinnige tip te geven is het nodig om te weten hoe ver je nu eigenlijk precies komt. Wat er nu staat is een opsomming van gegevens en een reactievergelijking. Daarmee ben je al een heel eind op weg, en je bent ook op de goede weg. Maar van een berekening is geen sprake. Dus vandaar de vraag van Kravitz: Weet je wat een titratie is? Weet je hoe het werkt en wat je met een titratie bepaalt?

Want dat wat je bepaalt is het startpunt van de berekening (dit geldt overigens voor ieder experiment).

wortelman

Wij hebben nu al een paar keer getitreerd. Hierbij keken we telkens naar het punt waarop de vloeistof van kleur veranderde. Als je dan dat punt had, keek je hoeveel vloeistof van de titrant je nodig had en daarmee kon je verder berekenen. Ik neem aan dat dit is wat je met een titratie bepaald?

Ik denk ook dat ik hier nog een extra stof moet toevoegen die bij een bepaalde waarde van kleur veranderd, maar ik weet niet welke stof.

Ik zie trouwens dat ik bovenin een foutje heb staan.

In cola zit 540mg = 0,54 gram per liter

ToonB

In cola zitten verschillende zuren, je zou eigenlijk moeten weten welke alvorens je kan doorgaan.

De cola goed schudden om alle koolzuur eruit te krijgen is een simpele manier om de bulk van dit zuur eruit te krijgen.

Mag je daarna aannemen dat het resterende zuur allemaal fosforzuur is? Zoja, kan je een titratiereactie schrijven?

H₃PO₄ + x NaOH Afbeelding

?

wortelman

Volgens mij zit er alleen koolzuur en fosforzuur in? En dat koolzuur gaat er uit voor te verwarmen? Dus ik denk dat je mag aannemen dat de rest fosforzuur is.

De de titratiereactie moet dan worden.

3H^+1 + 3OH^-1 --> 3H2O

PO4^-3 + 3Na^+1 --> Na3PO4

-----------------------------------------

H3PO4 + 3NaOH --> Na3PO4 + 3H2O

ToonB

H₃PO₄ + 3NaOH --> Na₃PO₄ + 3H₂O

Inderdaad.

We weten dus:

1 mol fosforzuur reageert met 3 mol NaOH.

Hoeveel NaOH heb je moeten toevoegen voor je indicator van kleur veranderde?

Hoeveel mol NaOH is dit?

Hoeveel mol H₃PO₄ zat er dus in je cola?

wortelman

Hoeveel NaOH heb je moeten toevoegen voor je indicator van kleur veranderde?

Ik heb deze proef nog niet gedaan, maar het probleem is nu dat ik niet weet welke indicator hier geschikt voor is. Als ik de indicator heb kan ik de proef doen

ToonB

ah ok, dat had ik niet begrepen uit de vraag.

Je kan meerdere indicatoren gebruiken, maar je moet rekening houden met je keuze.

optie A: Je kiest een indicator die omslaat bij volgend scenario H₃PO₄ + NaOH Afbeelding

H₂PO₄^- + Na⁺ + H₂O.

In dit geval is je molverhouding 1:1

optie B: Je kiest een indicator die omslaat bij volgend scenario H₃PO₄ + 2NaOH Afbeelding

HPO₄^2- + 2Na⁺ + 2H₂O.

In dit geval is je molverhouding 2:1

Je kiest een indicator die omslaat bij volgend scenario H₃PO₄ + 3NaOH Afbeelding

PO₄^3- + 3Na⁺ + 3H₂O.

In dit geval is je molverhouding 3:1

Je kan berekenen welke pH je oplossing zal hebben in elk van deze scenario's met behulp van de K_z waarde (is hetzelfde als K_a waarde).

Kan je de Kz waarde van een van bovenstaande stoffen vinden? (meestal achterkant van je tabel of in een BINAS als je die hebt).

Kan je dan met een formule berekenen hoeveel van deze stof gedissocieerd is? (m.a.w: Hoeveel protonen heb je nog in de oplossing?)

Kan je dan met dit gegeven berekenen welke pH je moet hebben?

Stel dat je uitkomt dat reactie 2 volledig is afgelopen bij pH 6 (ik zeg maar wat), dan kan ik uit onderstaandelijst zien dat ik best bromocresol paars gebruik, aangezien deze rond pH 6 zal omslaan.

wortelman

H3PO4 = 6,9 . 10^-3 (Kz)

H2PO4- = 6,2 . 10^-8 (Kz)

HPO42- = 4,8 . 10^-13 (Kz)

PO43- = 2,1 . 10^-2 (Kb)

Ik denk dat dan de 1ste het beste is? met H2PO4-?

Kan je dan met een formule berekenen hoeveel van deze stof gedissocieerd is?

Ik ken geen formule/snap niet helemaal wat hiervan de bedoeling is. Op Google heb ik ook niks kunnen vinden en in mijn scheikundeboek ook niet.

Ps. Ik ga nu naar school dus ik zal vanmiddag pas weer kunnen reageren.

ToonB

Wat gek dat je die formules niet gezien hebt, maar toch een opgave moet oplossen waarbij je ze nodig hebt.

de formule in kwestie is:

\(pH = \frac{1}{2} \cdot pK_z - \frac{1}{2} \cdot Log Cz\)

met Cz de concentratie aan je zuur (die ken je immers, 540g/l was het denk ik)

de kz ken je ook.

Je kan dus berekenen welke pH een oplossing heeft met 540g/l aan H₂pO₄^-

maw. Als exact alle H₃PO₄ gereageerd heeft, kan je de pH van je oplossing voorspellen.

Bij die pH wil je dus dat je indicator aangeeft dat je er bent.

Kan je nu berekenen welke pH (en dus welke indicator) je zal krijgen? Zoniet help ik verder

Marko

Je moet H₃PO₄ laten wegreageren. In het equivalentiepunt is de oplossing dan vergelijkbaar met die van NaH₂PO₄ van gelijke molariteit als de cola-oplossing. Als je (ongeveer) de molariteit weet kun je (ongeveer) de pH in dat equivalentiepunt berekenen.

De formule die Toon geeft wordt (gelukkig) lang niet overal onderwezen. Het is een benadering die in veel gevallen toepasbaar is maar geen inzicht in de berekening geeft. Je hoeft dus ook helemaal niet per se deze formule te gebruiken. Reken uit, volgens de methode die je daarvoor op school hebt geleerd, wat de pH zou zijn van een NaH₂PO₄ oplossing van de molariteit die je ongeveer verwacht. Die pH moet in het omslagtraject van de te kiezen indicator liggen of iets eronder. Een titratie van een sterk zuur (pH omslagpunt = 7) doe je immers ook met fenolftaleïne (pH omslagtraject 8.2-10)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Fosforzuur in cola

Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola

Re: Fosforzuur in cola