Practicum: Zoutbepaling via neerslagtitratie – Mohr-methode toegepast en doorgrond – Scheikunde VWO klas 4/5

In dit practicum voor klas 4/5 vwo kwantificeer je het NaCl-gehalte in een voedingsmiddel via de Mohr-titratie en onderbouw je elke stap vanuit de evenwichtschemie. Achter de kleurovergang van wit naar roodbruin schuilt een principe van selectieve oplosbaarheid: twee zilverzouten met verschillende oplosbaarheidsproducten (Kₓₕ) bepalen samen wanneer het eindpunt wordt bereikt.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de selectieve neerslag van AgCl ten opzichte van Ag₂CrO₄ verklaren aan de hand van Kₓₕ-waarden, berekenen bij welke [Ag⁺] het eindpuntsignaal optreedt, de titratie nauwkeurig uitvoeren met klasse-A glaswerk, het NaCl-gehalte berekenen en de nauwkeurigheid kwantificeren met de relatieve standaardafwijking (RSD), en de Mohr-methode vergelijken met alternatieve titratiemethoden (Fajans, Volhard).

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 4/5 | Vak: Scheikunde | Domein: Kwantitatieve analyse / Evenwichtschemie | Trefwoorden: neerslagtitratie, Mohr-titratie, oplosbaarheidsproduct, Kₓₕ, selectieve neerslag, RSD, foutanalyse, NaCl

Benodigdheden

• Buret (50 mL) met burettenstatief en klem
• Erlenmeyer (250 mL), 4 stuks
• Maatkolf (100 mL en 250 mL)
• Pipet (10 mL en 25 mL, klasse A) met pipetteerhulp
• Analytische balans (nauwkeurigheid 0,001 g)
• Magnetische roerder met roervlo
pH-papier of pH-meter
• Trechter
• Zilvernitraatoplossing (AgNO₃), nauwkeurig ingesteld op 0,1000 mol/L
• Kaliumchromaatoplossing (K₂CrO₄), 5% (w/v) als indicator
• Gedestilleerd water
• Verdund salpeterzuur of natriumcarbonaat (voor pH-correctie indien nodig)
• Te onderzoeken voedingsmiddel (bijv. bouillonblokje, kaas, augurkvocht of bereide zoutoplossing)
• Veiligheidsbril en handschoenen

Veiligheid

Zilvernitraat is oxiderend en maakt permanente vlekken op huid en kleding — draag handschoenen en een labjas. Kaliumchromaat is giftig en geclassificeerd als mogelijk kankerverwekkend (Categorie 1B, H350); vermijd inademing van stof en huidcontact. Verwijder afval via de daarvoor bestemde afvalstroom voor zware metalen.

Achtergrondinformatie: selectieve oplosbaarheid en het eindpunt

De oplosbaarheidsproducten bepalen de volgorde van neerslaan:

• AgCl: Kₓₕ = [Ag⁺][Cl⁻] = 1,8 × 10⁻¹⁰
• Ag₂CrO₄: Kₓₕ = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻] = 1,1 × 10⁻¹²

Bij toevoeging van Ag⁺ slaat chloride selectief neer vóórdat het chromaat van de indicator reageert. De titratie werkt optimaal bij pH 6,5–10: bij lagere pH lost Ag₂CrO₄ op en ontbreekt het eindpuntsignaal; bij hogere pH neerst AgOH, wat het resultaat verstoort.

Bereken zelf: bij welke resterende [Cl⁻] treedt het Ag₂CrO₄-eindpunt op als [CrO₄²⁻] = 5 × 10⁻³ mol/L?

Werkwijze

Deel A – Voorbereiding van het monster

1. Weeg nauwkeurig 1,000–2,000 g van het voedingsmiddel af (noteer tot 0,001 g).
2. Los op in circa 50 mL gedestilleerd water; roer tot volledige oplossing.
3. Breng kwantitatief over naar een maatkolf van 100 mL; vul aan tot de maatstreep.
4. Controleer de pH met pH-papier. Corrigeer indien nodig naar pH 7–8 met verdund salpeterzuur of natriumcarbonaat.
5. Pipetteer nauwkeurig 10,00 mL in een erlenmeyer.

Deel B – Uitvoering titratie

1. Voeg 3 druppels K₂CrO₄-indicator toe (lichtgele kleur).
2. Vul de burette nauwkeurig met de ingestelde AgNO₃-oplossing; noteer de beginstand tot 0,05 mL.
3. Titreer druppelsgewijs terwijl je continu ronddraait. Voeg tegen het eindpunt halve druppels toe.
4. Het eindpunt is bereikt wanneer de roodbruine kleur (Ag₂CrO₄) na 30 seconden ronddraaiing niet meer verdwijnt.
5. Voer minimaal drie parallelle titraties uit; gebruik alleen waarden die onderling minder dan 0,1 mL afwijken.

Waarnemingstabel

Berekening

Gemiddeld verbruikt volume: V̄ (mL)

mol AgNO₃ = c × V̄ / 1000    (c = 0,1000 mol/L)

mol NaCl in pipetvolume (1:1 reactie):
mol NaCl = mol AgNO₃

Massa NaCl in totale monsteroplossing:
m(NaCl) = mol NaCl × 58,44 g/mol × (100 mL / 10 mL)

Zoutgehalte (% w/w):
zoutgehalte (%) = m(NaCl) / m(monster) × 100%

Relatieve standaardafwijking:
RSD (%) = s / V̄ × 100%    (s = standaardafwijking van de titratiewaarden)

Foutanalyse

Bespreek in je verslag: welke stap levert de grootste bijdrage aan de totale meetonzekerheid? Wat is het effect van een te lage pH op het eindpunt en daarmee op de berekende waarde? Hoe beïnvloedt een te vroeg eindpunt de uitkomst — stel dat je 0,5 mL te vroeg stopt? En wat is de invloed van lichtinval op de AgNO₃-oplossing bij langdurige opslag?

Verwerkingsvragen

1. Bereken bij welke resterende [Cl⁻] het Ag₂CrO₄-eindpunt optreedt (zie Achtergrondinformatie). Wat zegt dit over de systematische fout van de Mohr-methode?
2. Waarom mag de pH niet te laag zijn tijdens de Mohr-titratie? Schrijf de relevante evenwichtsreactie op.
3. Vergelijk je gemeten zoutgehalte met de etiketwaarde. Verklaar een eventueel verschil kwantitatief.
4. Welke alternatieve titratiemethoden bestaan er voor chloridebepaling (Fajans, Volhard)? Noem per methode één voordeel ten opzichte van Mohr.
5. In de Volhard-methode wordt terug-getitreerd met thiocyanaat. Wanneer kies je voor Volhard boven Mohr?

Uitwerking

V1: Bij [CrO₄²⁻] = 5 × 10⁻³ mol/L treedt Ag₂CrO₄-neerslag op zodra [Ag⁺]² × 5 × 10⁻³ = 1,1 × 10⁻¹², dus [Ag⁺] ≈ 1,5 × 10⁻⁵ mol/L. Op dat moment is [Cl⁻] = Kₓₕ(AgCl) / [Ag⁺] = 1,8 × 10⁻¹⁰ / 1,5 × 10⁻⁵ ≈ 1,2 × 10⁻⁶ mol/L. Er is dus nog een spoor chloride aanwezig: de Mohr-methode heeft een kleine systematische negatieve fout.

V2: Bij lage pH (pH < 6,5) wordt chromaat omgezet: 2CrO₄²⁻ + 2H⁺ → Cr₂O₇²⁻ + H₂O. De chromatconcentratie daalt, Ag₂CrO₄ neerst moeilijker en het eindpunt verschuift of valt weg — de uitkomst wordt te laag.

V3: Afhankelijk van het monster en de werkwijze; typische afwijkingen van 1–3% zijn te verklaren door monsterinvloegen (vocht, andere ionen) of eindpuntafwijking. Bereken het relatieve verschil: (gemeten − etiket) / etiket × 100%.

V4: Fajans: adsorptieindicator (bijv. fluoresceïne), eindpunt aan kleurverandering van het neerslag zelf — voordeel: geen aparte neerslagindicator nodig. Volhard: terugtitratatie met SCN⁻ in zure oplossing — voordeel: bruikbaar bij pH < 6 (waar Mohr faalt).

V5: Volhard is geschikter wanneer de oplossing zuur moet blijven (bijv. bij aanwezigheid van carbonaten die de pH bij Mohr verstoren) of wanneer het eindpunt bij Mohr niet goed zichtbaar is door kleur van het monster.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert buretten (klasse A), pipetten, maatkolven, analytische balansen en veiligheidsmiddelen die geschikt zijn voor dit practicum in het voortgezet scheikundeonderwijs. Bekijk ons scheikunde-assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.