Ziel des Versuchs: In diesem Experiment kann die molare Masse von Kohlenwasserstoffen einfach durch Referenzgase und eine grafische Auftragung bestimmt werden.
| Thema: Quantitative Analyse von Kohlenwasserstoffen II | Tags: Molare Masse, Grafische Auftragung | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: LV |
Materialien
Gaswägekugel, Stopfen, Feinwaage
Chemikalien
Butan, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Helium
Durchführung
Jedes Gas wird nacheinander in die Gaswägekugel gefüllt und gewogen. Das genaue Gewicht wird notiert.
Beobachtung
Die molaren Massen von CO2, N2, H2 und O2 sind bekannt, woraus sich folgende Tabelle ergibt:
| Masse m [g] | Molare Masse M [g/mol] | |
|---|---|---|
| Stickstoff | 156,4697 | 28,014 |
| Helium | 156,4697 | 4 |
| Sauerstoff | 156,5135 | 31,998 |
| Kohlenstoffdioxid | 156,6606 | 44,01 |
| Butan | 156,7919 | x |
Aus den bekannten Werten lässt sich folgende Grafik (vgl. Abb. 1)
Deutung
Die durch das Programm Origin erstellte Geradengleichung lautet wie folgt:
y = 0,01227x + 156,12221
Durch Einsetzen der gewogenen Masse des Kohlenwasserstoffs ergibt sich folgender Wert:
x = (156,7919 g - 156,12221)/0,01227 mol = 54,58 g/mol
Durch die ausgerechnete molare Masse des Kohlenwasserstoffs lässt sich auf Butan, mit einer molaren Masse von 58,12 g/mol schließen.
Fehlerbetrachtung:
Der leicht abweichende Wert von dem der Literatur ist darauf zurückzuführen, dass die Gaswägekugel nicht immer komplett mit dem jeweiligen Gas befüllt wurde.
Entsorgung
Die Gase können unter dem Abzug entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse:
Falls keine Feinwaage vorhanden ist kann auch mit einer Grobwaage gearbeitet werden. In diesem Fall ist es sinnvoll einen 1L-Kolben mit Stopfen (auch falls es keine Gaswägekugel gibt) zu verwenden, um genauere Ergebnisse zu erzielen. Grobwaagen haben nur eine oder zwei Nachkommastellen und durch die größere Masse des mit Gas befüllten Kolbens können Messfehler verringert werden.
Statt mit dem Programm Origin kann man Grafik auch mit Excel oder per Hand erstellen, um den fehlenden Wert zu berechnen.
Literatur
[1] W. Glöckner, W. Jansen, R. G. Weissenhorn (Hrsg.), Handbuch der experimentellen Chemie – Sekundarstufe II, Band 9: Kohlenwasserstoffe, Alius Verlag Deubner, 2005, S. 61-63
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