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Praktikumsversuch Molmassenbestimmung nach Dumas

Molmassenbestimmung - Auswertung

Die Dichte des Wassers bei der Celsius-Temperatur ϑ = 4°C beträgt ρ W = 1 gcm-3 , die Dichte der Luft bei Normalbedingungen ρ L 0 = 0,001239 gcm-3 (Normalbedingungen sind T 0 = 273,15K und p 0 = 1,01325105Pa). Die Dichte der Luft bei den jeweils aktuellen Werten für Temperatur und Druck ermitteln Sie bitte mit Hilfe des idealen Gasgesetzes.

Das Volumen des Kölbchens ergibt sich aus der Masse des wassergefüllten und des leeren Kolbens.

V = m W ρ W = m 3 ( m 1 m L ) ρ W = m 3 ( m 1 ρ L V ) ρ W V = m 3 m 1 ρ W ρ L = m 3 m 1 ρ W 1 ρ L ρ W m 3 = Masse des mit Wasser gefüllten Kolbens m 1 = Masse des leeren Kolbens m L = Masse der verdrängten Luft (Auftrieb)

Die aktuelle Dichte der Luft ρ L wird mit dem idealen Gasgesetz erhalten.

p V T = p 0 V 0 T 0 p m L ρ L T = p m L ρ L 0 T 0 ρ L = p T 0 p 0 T ρ L 0 p = aktueller Druck T = aktuelle Kelvin-Temperatur

Die Masse der Substanz m im Kölbchen ergibt sich aus den Massen des substanzgefüllten und des leeren Kölbchens mit Berücksichtigung des Luftauftriebs.

m = m 2 ( m 1 m L ) = m 2 ( m 1 ρ L V )

Die molare Masse der unbekannten Substanz M erhält man wieder mit dem idealen Gasgesetz.

p V = n R T = m M R T M = m R T S p V n = Stoffmenge (Molzahl) R = allgemeine Gaskonstante T = T S = Siedetemperatur des Wassers

Die molare Masse (Molmasse, Molekulargewicht) einer leicht verdampfbaren oder sublimierbaren Substanz lässt sich wie oben dargestellt bestimmen.

Auswertung 1

Bestimmen Sie das Molekulargewicht der unbekannten Substanz.

Welche Substanzen können das gefundene Molekulargewicht haben?

Auswertung 2

Führen Sie eine Dimensionsbetrachtung im SI – System für Gl. durch.

Auswertung 3

Welchen Einfluss auf das Ergebnis haben die Luftkorrekturen in Gl. bzw. in Gl. und ? Welchen Einfluss hat die Temperaturkorrektur der Dichte auf das Volumen?

Auswertung 4

Diskutieren Sie systematische Fehler, die bei diesem Versuch auftreten können.

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