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Bestimmung der molaren Masse von Ethanol

von Hendrik Schöneich

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Ziel des Versuchs In diesem Versuch soll die molare Masse von Ethanol bestimmt werden. Als Vorwissen benötigen die SuS Kenntnisse über den Begriff der Dichte, den der Stoffmenge und deren Berechnung aus der molaren Masse bzw. dem molaren Volumen sowie über das Avogadro-Gesetz, dass ein Mol eines Gases bei gleichem Druck und gleicher Temperatur das gleiche Volumen einnimmt (bei 25 °C 24 L).

Vorbemerkung

In diesem Versuch soll die molare Masse von Ethanol bestimmt werden. Als Vorwissen benötigen die SuS Kenntnisse über den Begriff der Dichte, den der Stoffmenge und deren Berechnung aus der molaren Masse bzw. dem molaren Volumen sowie über das Avogadro-Gesetz: ein Mol von Gasen nimmt bei gleichem Druck und gleicher Temperatur das gleiche Volumen ein (bei 25 °C: 24 L).

Materialien

Rundkolben, Stativ mit Klemmen ,Kolbenprober, Perlkatalysator, Schlauch, Schlauchklemmen, Gasbrenner, Pipette mit Peleusball, Kristallisationschale, Heizplatte

Chemikalien

Ethanol

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Ethanol H225, H319 P210, P240, P305+P351+P338, P403+P233 GHS02 GHS07

Durchführung

Der Rundkolben wird am Stativ in einem Wasserbad eingespannt. Darüber wird ein Kolbenprober befestigt und mit einem Schlauch mit dem Rundkolben verbunden. In den Rundkolben werden einige Spatelspitzen Perlkatalysator und genau 0,1 mL Ethanol gegeben und mit dem Wasserbad erhitzt, bis das Ethanol verdampft (vgl. Abb. 1). Das entstehende Gasvolumen wird am Kolbenprober abgelesen.

Beobachtung

Das Ethanol verdampft und drückt den Kolbenprober nach oben.

Abbildungen

  • Abb. 1: Versuchsaufbau (Skizze)

Deutung

Es wurde ein Volumen von 41 mL am Kolbenprober abgelesen. Die molare Masse des Ethanols kann daraus wie folgt berechnet werden:

n =  
m 
M
=  
VGas
VM
   ⇒   M =  
VM · m
VGas

ρ =  
m  
Vflüssig
   ⇔   m =  
Vflüssig · ρ
   ⇒   M =  
Vflüssig · ρ · VM
VGas

Mit den Werten

  • Vflüssig = 1 · 10−4 L
  • ρ = 785 g/L
  • VGas = 0,041 L[2]
  • VM ≈ 24 L/mol bei 25 °C
ergibt sich:

M   =  
1 · 10−4 L · 785 g/L · 24 L/mol
0,041 L
   =   45,95 g/mol

Zum Vergleich liefert die Literatur MEthanol = 46,1 g/mol[2]. Der Versuch liefert also ein recht genaues Ergebnis.

Entsorgung

Die Entsorgung der Lösung erfolgt im Abfall für organische Lösungsmittel.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Alternativ kann der Rundkolben mit und ohne Ethanol gewogen werden und die ermittelte Masse des Ethanols direkt in die zweite Formel eingesetzt werden. In diesem Fall entfällt die Berechnung der Masse über die Dichte. Dieser Versuch kann zur Erarbeitung der molaren Masse von Ethanol oder zur Übung, wenn molare Masse in anderen Kontexten bestimmt werden soll, eingesetzt werden.

Literatur

[1] E. Irmer et al., elemente chemie 7-10, Ernst Klett 2010, S. 288f.

[2] F.-M.Becker et al.Formelsammlung, Duden Patec 2005,S. 121.