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Experimentelle Ermittlung der Konzentration einer Natriumchloridlösung (NaCl-Lösung). Ein Versuch

Ausarbeitung 2012 5 Seiten

Chemie - Allgemeines

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Ziel des Versuches

2. Theorie

3. Reaktionsgleichung

4. Versuchsaufbau

5. Versuchsdurchführung

6. Messwerte und Auswertung

7. Zusammenfassung

8. Literatur

1. Ziel des Versuches

Ziel dieses Versuches ist die experimentelle Ermittlung der Konzentration einer Natriumchloridlösung.

2. Theorie

Die Löslichkeit eines Stoffes ist grundsätzlich von der Temperatur und dem vorherrschendem Druck abhängig. Hierbei folgen die Gesetzmäßigkeiten den Prinzipien des kleinsten Zwanges von Le-Chatelier, welche besagen:

a. Exothermer Lösungvorgang -> Löslichkeit nimmt mit steigender Temperatur ab
b. Endothermer Lösungsvorgang -> Löslichkeit nimmt mit steigender Temperatur zu Eine maximal gesättigte Lösung liegt vor, wenn in der Lösung die maximale Anzahl eines löslichen Stoffes vorhanden und gelöst ist. Sobald sich ein Bodensatz bildet, ist Lösung oberhalb gesättigt. Liegt der Bodenkörper im dynamischen Gleichgewicht mit der Lösung, so ist diese übersättigt.

Das Gleichgewicht hat sich dann eingestellt, wenn so viele Teilchen in Lösung sind, wie sich gleichzeitig aus der Lösung an der Kristalloberfläche ablagern, d.h. die Geschwindigkeit von Hin- und Rückreaktion sind gleich groß. Folglich ist die Konzentration einer gesättigten Lösung konstant.

Bei einem Salz mit der allgemeinen Zusammensetzung AB lautet das Lösungsgleichgewicht:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Daraus ergibt sich das Massenwirkungsgesetz wie folgt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

AB kann hier vernachlässigt werden, weil die Konzentration eines Salzes von der Menge unabhängig und somit konstant ist.

So wird die Konzentration des Feststoffes im Löslichkeitsprodukt zusammengefasst.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Somit kann bei bekanntem Lösungsvolumen und der Masse des Salzes AB über die Stoffmenge die Konzentration von Kationen und Anionen berechnet werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Hieraus lässt sich das Löslichkeitsprodukt bestimmen.

Das im Versuch eingesetzte Natriumchlorid, allgemein auch als Kochsalz bekannt, ist eine Ionverbindung aus ܰܽା und [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] die einen Ionenkristall bilden. Es handelt sich hierbei um eine oktraedische Anordnung, bei der um das ܰܽା-Ion sech[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Ionen sitzen, bzw. umgekehrt.

Bei der Herstellung muss auf ausreichenden Bodensatz sowie ausreichender Durchmischung der Lösung geachtet werden, da sonst nicht von einer gesättigten Lösung ausgegangen werden kann.

3. Reaktionsgleichung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4. Versuchsaufbau

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

5. Versuchsdurchführung

Eine große Menge NaCl wird in ein Becherglas gegeben und mit VE Wasser aufgefüllt. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass noch ein Bodenkörper des Salzes bleibt. Anschließend wird die Lösung mit Hilfe eines Magnetrührers und eines Rührfisches für gut 15 Minuten durchmischt. Danach wird die Lösung für 5 Minuten ruhen gelassen um sicherzustellen dass etwaige Schwebepartikel sich absetzen können.

Im nächsten Schritt wird das Gewicht eines Reagenzglases mit Hilfe einer Waage möglichst genau bestimmt um anschließend 3ml der Lösung hinein zu geben. Hier nach folgt das Eindampfen: die Lösung im Reagenzglas wird erhitzt bis das Wasser vollständig verdampft ist. Das Reagenzglas wird danach in den Exiskator gestellt und nach einer kurzen Abkühlphase gewogen. Dieser Schritt wird bis zur Gewichtskonstanz wiederholt.

6. Messwerte und Auswertung

a. Messwerte

Leergewicht Reagenzglas: 9,65g (9,85g)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

b. Auswertung

߂g = 10,672 - 9,65g = 1,022g M(NaCl) = 58,44 g/mol

n(NaCl) = m(NaCl)/M(NaCl) = 0,0175 mol Stoffmengenkonzentration:

c(NaCl) = n(NaCl)/V(Lös) = 0,0175mol/0,003l = 5,833 mol/l Massenkonzentration:

ߚ(NaCl) = m(NaCl)/V(Lös) = 1,022g/0,003l = 340,666 g/l Löslichkeitsprodukt:

Annahme: CNa+ = CCl- = CNaCl L(NaCl) = [Na+] * [Cl-]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

c. Berechnung der Konzentration aus vorgegebenen Löslichkeitsprodukt

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

7. Zusammenfassung

Die Abweichung zum Referenzwert beträgt etwa 5% bei ermittelten Werten von

34,023mol2 /l2 sowie 34,732mol2 /l2. Diese Fehler können z.B. bei der Einwägung, Ungenauigkeiten beim Ablesen oder aber durch Ausspritzen von Lösung beim Erhitzen passiert sein. Zusätzlich war die Raumtemperatur höher als die im Referenzwert angenommen 20° Celsius.

8. Literatur

1. Erwin Riedel: „Anorganische Chemie“, 4. Auflage, Walter de Gruyter-Verlag, Berlin; New York, 1999, S.310ff

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Details

Seiten
5
Jahr
2012
ISBN (eBook)
9783668518575
Dateigröße
480 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v373150
Institution / Hochschule
Universität Paderborn – Department Chemie
Schlagworte
NaCl Protokoll

Autor

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Titel: Experimentelle Ermittlung der Konzentration einer Natriumchloridlösung (NaCl-Lösung). Ein Versuch