Titration einfach erklärt – Chemie, Definition und Bedeutung

Durch eine Titration kann die Konzentration eines gelösten Stoffs bestimmt werden. Bei einer Titration wird die Maßlösung, das ist eine Lösung bekannter Konzentration, so lange zu der Probe hinzugegeben, bis z. B. ein Farbumschlag in der Probe zu erkennen ist. Dann ist der Endpunkt, der die Bezeichnung Äquivalenzpunkt trägt, der Titration erreicht. Am Äquivalenzpunkt wurde die Probelösung komplett umgesetzt und es herrscht eine Gleichheit der Stoffmengen zwischen den Probe- und Analysemolekülen. Das bis zum Äquivalenzpunkt eingesetzte Volumen der Maßlösung dient bei der Titration zur Berechnung der Konzentration der Probe.
In der folgenden Abbildung ist die Skizze eines Versuchsaufbaus zur Titration mit allen benötigten Geräten dargestellt.

Mithilfe der Titrationskurve lässt sich der Äquivalenzpunkt der Titration berechnen. Es ist der Wendepunkt der Titrationskurve, hier am Beispiel von Natronlauge und Salzsäure gezeigt:

Die Säure-Base-Titration wird eingesetzt, um die Konzentration von Säuren oder Basen zu bestimmen. Dabei ist für die Titration die Neutralisationsreaktion von Oxoniumionen () mit Hydroxidionen entscheidend:

Am Äquivalenzpunkt liegen Säure und Base in der gleichen Menge vor. Durch Zugabe eines Indikators findet ein Farbumschlag der Probelösung am Äquivalenzpunkt statt. Bei der Wahl des passenden Indikators ist es entscheidend für die Titration, zu wissen, bei welchem pH-Wert der Äquivalenzpunkt liegt. Wird eine starke Säure mit einer starken Base titriert, z. B. Salzsäure und Natronlauge, liegt der Äquivalenzpunkt der Titration bei , also dem Neutralpunkt. Erfolgt die Titration einer starken Säure mit einer schwachen Base, liegt der Äquivalenzpunkt im sauren pH-Bereich. Wird die Titration mit einer schwachen Säure, z. B. Essigsäure, und einer starken Base durchgeführt, liegt der Äquivalenzpunkt im basischen pH-Bereich.
Wird die Titration mit mehrprotonigen Säuren durchgeführt, z. B. Phosphorsäure oder Schwefelsäure, erfolgt die Neutralisationsreaktion in mehreren Schritten. Bei der Titration macht sich das durch das Vorliegen mehrerer Äquivalenzpunkte bemerkbar.

Die Rechnung einer Titration zur Bestimmung der Konzentration soll am Beispiel der Titration von Schwefelsäure mit Natronlauge erläutert werden. Schwefelsäure () ist eine zweiprotonige Säure und reagiert mit Natronlauge () in folgender Neutralisationsreaktion zu Wasser () und Natriumsulfat ()

Die Konzentration der Schwefelsäure soll bestimmt werden. Zur vollständigen Neutralisation eines Teils Schwefelsäure werden zwei Teile Natronlauge benötigt. Die Stoffmenge () der Natronlauge ist also am Äquivalenzpunkt doppelt so hoch wie die Stoffmenge der Schwefelsäure:

Daraus ergibt sich:

Für die Beziehung von Stoffmenge , Volumen und Konzentration gilt:

Damit lässt sich die Konzentration der Schwefelsäure über das eingesetzte Volumen von Natronlauge bei der Titration mit folgender Formel berechnen.

Neben der hier ausführlich vorgestellten Säure-Base-Titration gibt es weitere Anwendungen der Titration, die in folgender Tabelle zusammenfassend dargestellt sind: