Schülerversuch Variante 1a

Wieviel Natriumsulfit enthält die unbekannte Probe?

Materialien:

• Bürette und Bürettenhalter
• Weithals-Erlenmeyerkolben (250 mL)
• 10 mL Vollpipette und Pipettierhilfe
• Filtertrichter mit Filterpapier
• Bechergläser
• Tropfpipette

Chemikalien:

• Iodlösung (c=0,05 mol/L)
• Natriumsulfitlösung unbekannter Konzentration
• Stärke (löslich)
• verdünnte Salzsäure
• Bariumhydroxidlösung
• Silbernitratlösung

Durchführung

Herstellung der Stärke-Lösung: Geben Sie eine Spatelspitze der löslichen Stärke in ca. 10 mL warmes Wasser. Gemisch durchrühren und von der nicht gelösten Stärke abfiltrieren.

1. Pipettieren Sie 5 mL der Natriumsulfitlösung in den Erlenmeyerkolben.
2. Tropfen Sie 1-2 mL verdünnte Salzsäure zu. (Es darf dabei keine Gasentwicklung eintreten.)
3. Geben Sie zu dieser Lösung 1-2 ml der hergestellten Stärke-Lösung.
4. Füllen Sie die Bürette mit der Iod-Lösung bis zur Nullmarke auf.
5. Tropfen Sie nun die Iodlösung nach und nach zur Natriumsulfit-Lösung.

Die Titration ist beendet, sobald sich im Erlenmeyerkolben eine Blaufärbung zeigt.

Folgeversuche A und B als Hilfestellung für die Erstellung der Reaktionsgleichung:

Teilen Sie die Reaktionslösung am Ende des Versuches auf zwei Bechergläser auf.

A) Setzen Sie der Lösung im Becherglas I nun 1-2 mL Bariumhydroxid-Lösung zu.

B) Setzen Sie der Lösung in Becherglas II nun einige Tropfen Silbernitratlösung zu.

Ergebnisse-Beobachtungen

1. Verbrauch an Iodlösung: ... mL
2. Beobachtung Folgeversuch A: ...
3. Beobachtung Folgeversuch B: ...

Auswertung

1. Stellen Sie die Reaktionsgleichung für die Reaktion von Natriumsulfit mit Iod auf. Interpretieren Sie die Beobachtungen der Folgeversuche und ggf. die Hilfekarten M1 bzw. M2
2. Zeigen Sie, dass eine Redoxreaktion vorliegt.
3. Berechnen Sie aus ihrem Verbrauch an Iodlösung die Konzentration des Natriumsulfits in der Lösung in mol/L und g/L.

Didaktische Materialien M1-M3

M1 Hilfekarte für die Erstellung der Reaktionsgleichung

Folgeversuch A:

Bariumhydroxidlösung enthält Ba²⁺-Ionen. Diese Ionen bilden mit Sulfat-Ionen (SO₄^2-) schwerlösliche Bariumsulfate, die als Niederschlag ausgefällt werden.

M2 Hilfekarte für die Erstellung der Reaktionsgleichung

Folgeversuch B:

Silbernitratlösung dient als Nachweismittel für Halogenid-Ionen. Die Ag⁺-Ionen der Silbernitratlösung bilden mit Halogenid-Ionen charakteristische Niederschläge. Niederschläge von Silberiodid sind gelblich.

M3 Für die Lehrkraft: Herstellung der Lösungen und Auswertung der Titration

Herstellung der Natriumsulfitlösung „unbekannter Konzentration“

Herstellung aus wasserfreiem Natriumsulfit Na₂SO₃ (M =126,1 g/mol) Bsp.: 2g Natriumsulfit mit Wasser zu 200 mL Lösung auffüllen Konzentration der Lösung; c ≈ 0,079 mol/L

Hinweis: Es wird empfohlen die Natriumsulfitlösung direkt vor Gebrauch im Unterricht anzusetzen.

Herstellung der Iodlösung

25 g Kaliumiodid (iodatfrei) in ca. 40 mL destilliertem Wasser lösen. Zu dieser Lösung werden dann noch 12,7 g Iod zugegeben und solange geschüttelt, bis das Iod komplett in Lösung gegangen ist. Erst dann mit dest.Wasser auf 1 L auffüllen.

Hinweis: Bei zu früher Verdünnung geht der ungelöste Iodrest nur sehr langsam in Lösung. Konzentration c der Lösung ca. 0,05 mol/L. Die exakte Konzentration der Iodlösung wird mit Natriumthiosulfatlösung (Maßlösung) bekannter Konzentration bestimmt.

Teilgleichungen und Gesamtgleichung

Reduktion: I₂ + 2e^- → 2I^-

Oxidation: SO₃^2- + 3 H₂O → SO₄^2- + 2 H₃O⁺ + 2e^-

Gesamtgleichung: I₂ + SO₃^2- + 3 H₂O → 2I^- + SO₄^2- + 2 H₃O⁺

Oxidationszahlen (I₂: 0, I^-: -I , S im SO₃^2-: +IV , S im SO₄^2- : +VI)

Auswertungsbeispiel

erwarteter Verbrauch an Iodlösung: (bei c = 0,079 mol/L Natriumsulfitlösung): 7,9 mL

c(Na₂SO₃) = (0,05 mol/L * 7,9mL) / 5 mL = 0,079 mol/L

M(Na2SO3) = 126,1 g/mol

m = 0,079 mol * 126,1 g/mol = 9,96 g (durch Rundung nicht 10g)

In einem Liter Lösung sind ca. 10g Natriumsulfit enthalten.

Hinweis: Bei der hier durchgeführten direkten Titration können sich fehlerhafte Werte durch die Flüchtigkeit der schwefligen Säure und Oxidation des Sulfits zu Sulfat durch Luftsauerstoff ergeben. Genauere Werte liefert das in Variante 1b beschriebene Verfahren der Rücktitration.