Aufgabe Modul AE - 1 - Maßanalyse · Abitur Hessen Chemietechnik LK 2022

Cola

Cola ist ein koffein- und kohlensäurehaltiges Erfrischungsgetränk. Die Hauptinhaltsstoffe von Cola sind neben Wasser, Koffein und Phosphorsäure große Mengen an Zucker. Für den typischen Geschmack der heutigen Cola sind neben der Kolanuss die Zutaten Vanille, Zimtöl, Nelkenöl und Zitrone verantwortlich. Light-Produkte wie Cola Light oder Cola Zero enthalten anstelle von Zucker u. a. Aspartam.

Phosphorsäure wird in Cola als Säuerungsmittel verwendet, mit der die Süße des Zuckers überdeckt und ein erfrischender Effekt erreicht werden soll.

1.2 Laborpraktische Aufgabe: Bestimmung der Massenkonzentration an Phosphorsäure $\beta(\text{H}_3\text{PO}_4)$ in Cola durch Titration mit Natronlauge und Aufnahme einer Titrationskurve.

Die Gehaltsbestimmung an Phosphorsäure kann in diesem Fall nicht durch eine einfache Säure-Base-Titration mit einem Indikator erfolgen, da man aufgrund der gefärbten Cola den Umschlag des Indikators nicht erkennen kann. Aus diesem Grund wird mithilfe eines pH-Meters eine Titrationskurve aufgenommen.

Material 1: Arbeitsvorschrift

Geräte und Chemikalien:

Bechergläser (100 mL, 250 mL), Vollpipette (100 mL), Bürette (50 mL), Trichter, pH-Meter (pH-Elektrode und Potentiometer), Magnetrührer mit Rührfisch. Natronlauge-Maßlösung ($c = 0{,}10\text{ mol/L}$).

Durchführung:

Pipettieren Sie 100 mL der Cola-Probe in ein 250 mL-Becherglas. Platzieren Sie das Becherglas auf einen Magnetrührer. Geben Sie einen Rührfisch hinzu. Befestigen Sie die pH-Elektrode mithilfe des Stativmaterials, so dass sie ausreichend tief in die Probelösung eintaucht, aber vom sich drehenden Rührfisch nicht berührt werden kann. Geben Sie gegebenenfalls etwas E-Wasser hinzu. Messen Sie den pH-Wert der Lösung. Füllen Sie die Bürette etwa zur Hälfte mit der Natronlauge-Maßlösung. Geben Sie nun in Schritten von 1,0 mL Natronlauge-Maßlösung zu und notieren Sie jeweils den pH-Wert. Beenden Sie die Titration, wenn ein pH-Wert von ca. 7 erreicht ist.

1.2.1

Führen Sie die Gehaltsbestimmung nach der gegebenen Arbeitsvorschrift durch (Material 1). [8 BE]

1.2.2

Zeichnen Sie mit den experimentell ermittelten Daten eine Titrationskurve auf Millimeterpapier. Bestimmen Sie den Äquivalenzpunkt graphisch z.B. nach der Rechteckmethode und berechnen Sie die Massenkonzentration von Phosphorsäure $\beta(\text{H}_3\text{PO}_4)$ in der Cola. [8 BE]