NaHCO3-Projekt

Viele Menschen nehmen zur Nahrungsergänzung Vitamin- oder Mineralstoff-Tabletten zu sich. Damit sich daraus ein schmackhaftes Getränk ergibt, reagiert Natriumhydrogencarbonat mit Citronensäure unter Entwicklung von Kohlenstoffdioxid zu einem prickelnden Geschmack, der mit Aroma- und Süßstoffen abgerundet wird.

Versuch: Eine abgewogene Stoffportion einer Vitamin-C-Tablette wird in einem Rggl. mit seitlichem Ansatz in 50 ml Wasser gelöst und das freiwerdende Kohlenstoffdioxid-Gas in einem Kolbenprober aufgefangen und gemessen.
Geräte: Stativmaterial, Rggl. mit seitl. Ansatz, Messzylinder, aqua dest, Kolbenprober, Schlauchmaterial, Waage.
Durchführung: In das eingespannte Rggl. mit seitlichem Ansatz werden 50 ml aqua dest. eingefüllt. Danach wird ein ca. 1 g schweres Tablettenstück eingeworfen. Nach

Inhaltsangabe einer handelsüblichen Vitamin C-Tablette: Säuerungsmittel Citronensäure, Natriumhydrogencarbonat, Oligofruktose (Zucker), Vitamin C (4,5 g/100 g), Stärke, Süßstoff Natriumcyclamat, Aroma, Süßstoff Saccharin-Natrium, Farbstoff Riboflavin-5'-Phosphat.

dem Ende des Lösungsvorgangs wird das entstandene Kohlenstoffdioxid in die Luft abgelassen und der Kolbenprober auf Null gestellt. Das abgewogene Stück Vitamin-C-Tablette wird in das Rggl. geworfen und sofort der Stopfen fest auf das Rggl. gedrückt. Das Rggl. dabei zum Ende des Lösungsvorgangs leicht mit einer Hand geschüttelt! Das entstandene Volumen CO₂-Gas wird notiert.

1. Rechenschritt: Umrechnung des gemessenen Volumens an Kohlendioxid in die Stoffportion m(CO₂):

Arbeitsaufträge: 1. Forme die Gleichung für die Dichte k = m/V [g/L] um und löse sie nach m = ________ auf.

2. Berechne die Stoffportion m(CO₂) aus dem abgelesenen Volumenwert. Die Dichte k(CO₂) beträgt 1,83 g/L bei 20 °C und 1013 hPa. Erinnere dich: die Dichte hat die Einheit g/L, ein Messergebnis wurde in Milliliter ml gemessen.

Messwerte:
m (Tablette): _____________ g
entstandenes Volumen V(CO₂₎ = _______ ml

1. Zwischenergebnis: Aus ______________ g Vitamin-C-Tablette
entstanden _____________ g CO2(g). Für die weitere Auswertung müssen nun die Molaren Massen der beteiligten Stoffe berechnet werden. Die Molare Masse einer Verbindung ist die Summe der Atommassen in der Einheit g/mol.

Beispiel Citronensäure: [unter Verwendung gerundeter Werte!]
M(Citronensäure) = (6*M(C)) + (8*M(H)) + (7*M(O))
M(Citronensäure) = (6*12 g/mol) + (8*1g/mol) + (7*16g/mol)
= _________________ g/mol

Molare Masse M(Citronensäure) =___________ g/mol; Molare Masse M(CO₂) = _______ g/mol;
Molare Masse M(NaHCO₃) = ____________ g/mol

2. Schritt: Aufstellung der Reaktionsgleichung: Hinweis: Die Koeffizienten ergeben sich der letzten Formel!
C₆H₈O₇ + ___ NaHCO₃ —> ____ ______ + ____ ______ + C₆H₅O₇Na₃(aq)
Molare Massen: ______ g/mol + ______ g/mol —> ________ g/mol + ______ g/mol + _______ g/mol
Kontrolle: Summe links:________________ g/mol Summe rechts:____________ g/mol
Nach der Stöchiometrischen Gleichung entstehen also aus ____ Mol Citronensäure und ____ Molen
Natriumhydrogencarbonat _____ Mole CO₂ = ___________ g CO₂ .

3. Schritt: Berechnung der Stoffmenge n = m/M
Die freigesetzte Stoffportion von m(CO₂) = ____________ g entspricht n(CO₂) = ________________mol
Wenn n(CO₂) = ______________ mol ist, dann ist nach der Reaktionsgleichung n(NaHCO₃) = ____________ mol.
Umrechnung von n(NaHCO₃) über m= _______ : m(NaHCO₃) = ______________ gs

4. Schritt: Bestimmung des Massenanteil w(NaHCO₃₎ an der Tablette:
Die Masse der Tabletteneinwaage betrug: ____________ g = _____ % .Dann entsprechen ____________ g
NaHCO₃ _______ %.
Gesamtergebnis: Massenanteil w(NaHCO₃) = _______________ %
Arbeitsaufträge: 1. Berechne die Stoffportion m und den Massenanteil T Citronensäure in der Tablette.
2. Wie hoch ist der Massenanteil der anderen Stoffe zusammen? Siehe dazu die obige Inhaltsangabe!