Halbquantitative Leitfähigkeitsmessung
von Stefan Krüger
Ziel des Versuchs Der Versuch veranschaulicht halbquantitativ die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Ionenkonzentration
Vorbemerkung
Dieser Versuch stellt eine Erweiterung des erarbeiteten Konzepts aus der qualitativen Leitfähigkeitsprüfung dar. Hierbei werden keine verschiedenen Stoffe miteinander verglichen, sondern verschiedene Konzentrationen desselben Stoffs. Es eignen sich Natriumchlorid oder verdünnte Schwefelsäure. Zusätzlich kann der Umgang mit einem Multimeter geübt werden.
Materialien
Trafo, Graphitelektroden, Multimeter, Kabel, Bechergläser
Chemikalien
Natriumchlorid
Durchführung
Es werden verschiedene Konzentrationen der Natriumchloridlösung hergestellt. In diesem Beispiel betrugen die Konzentrationen 0,01 mol/L , 0,1 mol/L und 1 mol/L. Dafür wurden jeweils 0,0053 g, 0,053 g bzw. 0,53 g für 10 ml Lösung eingewogen. Die Lösungen wurden (vorzugsweise beginnend mit der schwächsten Konzentration zur höchsten Konzentration) nacheinander gemessen. Das Multimeter wird dabei in Reihe mit der Lösung geschaltet.
Beobachtung
Bei den unterschiedlichen Konzentrationen ergaben sich folgende Stromstärken:
| Konzentration [mol/L] | Stromstärke [mA] |
|---|---|
| 0,01 | 1,82 |
| 0,1 | 10,22 |
| 1,0 | 24,3 |
Deutung
Je höher die Konzentration, desto höher ist die Leitfähigkeit. Es besteht offenbar kein linearer Zusammenhang.
Entsorgung
Die Lösungen können im Ausguss entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse
Mit diesem Versuch kann zunächst gezeigt werden, dass die Leitfähigkeit bei ausreichend verdünnten Lösungen zunächst ansteigt. Mögliche Erweiterungen sind je nach Stärke des Kurses der nicht-lineare Zusammenhang bei höheren Konzentrationen und das Kohlrausche Quadratwurzelgesetz. Für beide Konzepte müsste der Versuch jedoch erweitert werden.
Literatur
abgewandelt nach: A. Witt und Prof. Dr. A. Flint, „Chemie fürs Leben – ein schülerorientiertes Konzept zur Behandlung des Themas Elektrochemie“, März 2013, Uni Rostock