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Praktikumsversuch Molmassenbestimmung nach Dumas

Molmassenbestimmung - Grundlagen

Allgemeine Gasgleichung

Robert Boyle und Edme Mariotte entdeckten 1676 das später nach ihnen benannte Gesetz, nach dem das Produkt aus Druck p und Volumen V bei unveränderter Temperatur T konstant ist.

Boyle-Mariotte'sches Gesetz
p V = const .

Diese Beziehung gilt in guter Näherung für alle Gase bei geringer Dichte.

Außerdem ist die absolute Temperatur eines idealen Gases proportional zum Druck bei konstantem Volumen.

Gesetz von Gay-Lussac
p V = C T

Die Konstante C ist dabei proportional zur Stoffmenge.

C = n R

n ist die Stoffmenge (Molzahl) in mol und R die allgemeine Gaskonstante mit 8,314J K-1 mol-1 . Damit wird Gleichung (2) zur idealen Gasgleichung.

Ideale Gasgleichung
p V = n R T

Eine solche Beziehung nennt man Zustandsgleichung. Der Zustand einer gegebenen Gasmenge wird durch zwei der drei Variablen festgelegt, die Größe p V / T ist also eine Konstante. Betrachtet man verschiedene Zustände und bezeichnet den Anfangszustand mit dem Index 1 und den Endzustand mit dem Index 2, ergibt sich daraus die nachfolgende Beziehung.

p 1 V 1 T 1 = p 2 V 2 T 2

Korrektur des Luftauftriebs

Bei genauen Messungen des Gewichts mit Waagen muss der Auftrieb F Auf der Einwaage in Luft berücksichtigt werden. Das Gewicht der Einwaage im Vakuum G Vak ist größer.

G Vak = G Ein + F Auf m Vak g = m Ein g + ρ L V Ein g m Vak = m Ein + ρ L V Ein G Ein = Gewicht der Einwaage in Luft g = Erdbeschleunigung m Vak m Ein = Massen ρ L = Dichte Luft V Ein = Volumen Einwaage (verdrängte Luft)

Die Masse der Einwaage wird durch Wiegen in Luft zu gering bestimmt. Eine Korrektur ist daher eventuell notwendig.

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