Aufgabe Modul C - 2.1 · Abitur Hessen Chemietechnik LK 2021

So wie sich Kohlensäure $\mathrm{H_2CO_3}$ aus Kohlendioxid ableitet, leitet sich Methansäure $\mathrm{HCOOH}$ aus Kohlenmonoxid ab. Methansäure ist eine schwache bis mittelstarke Säure ($\mathrm{pK_S} = 3{,}77$).

Reinigungsmittel auf der Basis von Methansäure ($M = 46{,}03\;\mathrm{g/mol}$) werden in der chemischen Industrie gerne als Kalklöser zur Behandlung von Rohrleitungen, Heizkesseln oder Wärmetauschern eingesetzt. Der Gehalt an Säure in einem solchen Entkalkungsmittel, das für die Anwendung verdünnt werden muss, liegt zwischen $73\,\%$ und $78\,\%$. Dieser Massenanteil $w(\mathrm{HCOOH})$ kann mit einer Neutralisationstitration bestimmt werden. Dazu werden von einem Kanister mit Entkalkungsmittel $10\;\mathrm{mL}$ abgenommen, in einen Messkolben gegeben und auf $100\;\mathrm{mL}$ aufgefüllt. $10\;\mathrm{mL}$ davon werden mit Natronlauge-Maßlösung ($\tilde{c}(\mathrm{NaOH}) = 1{,}000\;\mathrm{mol/L}$, $t = 0{,}9980$) potenziometrisch titriert. In Material 1 findet sich die entsprechende Titrationskurve. Der Äquivalenzpunkt liegt bei $V(\mathrm{NaOH}) = 16{,}80\;\mathrm{mL}$.

Material 1

Titrationskurve der Neutralisation eines Entkalkers mit Natronlauge

Material 2

Messergebnisse der Methansäure-Konzentrationen eines Reinigungsmittels

Messung · 1 · 2 · 3 · 4 · 5

$\beta(\mathrm{HCOOH})$ in $\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{L}}$ · 1,206 · 1,289 · 1,198 · 1,210 · 1,194

2.1

Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Protolyse der Methansäure $\mathrm{HCOOH}$ mit Wasser anhand von Strukturformeln. (2 BE)