20 cm³ soku cytrynowego miareczkowano wodorotlenkiem sodu o stężeniu 0,01 mol/dm³. Punkt równoważnikowy osiągnięto przy dodaniu 12 cm³ NaOH. Jaka była zawartość kwasu cytrynowego w soku?

C₃H₄(COOH)₃ + 3NaOH → C₃H₄(COONa)₃ + 3H₂O

1. Cm_NaOH = 0,01 mol/dm³

0,01 mol — 1000 cm³

x — 12 cm³

x = 12 ∙ 0,01 : 1000 = 1,2 ∙ 10^-4 [mol] - ilość zużytego wodorotlenku sodu

2. 1 mol kwasu cytrynowego — 3 mole wodorotlenku sodu

y — 1,2 ∙ 10^-4 mol wodorotlenku sodu

y = 1,2 ∙ 10^-4∙ 1 : 3 = 4 ∙ 10^-5 [mol kwasu cytrynowego]

3. masa C₃H₄(COOH)₃ = 192 g/mol

192 g — 1 mol

z — 4 ∙ 10^-5 mol

z = 4 ∙ 10^-5 ∙ 192 : 1 = 7,68 ∙ 10^-3 [g] = 7,68 mg

4. V = 20 cm³

7,68 mg — 20 cm³

s — 1 cm³

s = 1 ∙ 7,68 : 20 = 0,384 [mg]

Odpowiedź: Zawartość kwasu cytrynowego w próbce wynosiła 0,38 mg/cm³.

Krok 1: Zapisz równanie reakcji zobojętniania. Zwróć uwagę, że są trzy grupy karboksylowe w kwasie. Stąd niezbędne jest zużycie trzykrotnie większej liczby moli wodorotlenku do zobojętnienia.

C₃H₄OH(COOH)₃ + 3NaOH → C₃H₄OH(COONa)₃ + 3H₂O

Krok 2: Policz liczbę zużytych moli wodorotlenku sodu. Znamy stężenie molowe i na tej podstawie obliczamy liczbę moli w zużytej objętości wodorotlenku.

Cm_NaOH = 0,01 mol/dm³

0,01 mol — 1000 cm³

x — 12 cm³

x = 12 ∙ 0,01 : 1000 = 1,2 ∙ 10^-4 [mol]

Krok 3: Spójrz na reakcję. Substraty reagują ze sobą w stosunku kwas : zasada = 1 : 3. Na tej podstawie obliczamy liczbę moli kwasu w próbce.

1 mol kwasu cytrynowego — 3 mole wodorotlenku sodu

y — 1,2 ∙ 10^-4 mol wodorotlenku sodu

y = 1,2 ∙ 10^-4∙ 1 : 3 = 4 ∙ 10^-5 [mol kwasu cytrynowego]

Krok 4: Oblicz masę molową kwasu cytrynowego. Masy poszczególnych atomów znajdziesz w tabeli pierwiastków chemicznych.

masa C₃H₄OH(COOH)₃ = 12 ∙ 3 + 1 ∙ 4 + 16 + 1 + 3 ∙ (12 + 16 + 16 + 1) = 192 [g/mol]

Krok 5: Znając masę molową, obliczamy ilość gramów w obliczonej ilości moli kwasu.