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Gravimetrie einfach erklärt: Spannende Messungen und Formeln

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Mike

17.1.2021

Chemie

Gravimetrische Zinkbestimmung

Gravimetrie einfach erklärt: Spannende Messungen und Formeln

Gravimetrie ist eine wichtige analytische Methode in der Chemie zur quantitativen Bestimmung von Substanzen. Diese Zusammenfassung erklärt die gravimetrische Bestimmung von Zink anhand eines praktischen Experiments. Die Methode umfasst die Fällung von Zink als Zinkammoniumphosphat, Filtration, Trocknung und Wägung des Niederschlags. Durch präzise Durchführung und Berechnungen lässt sich die Zinkkonzentration in der Ausgangslösung bestimmen. Das Verfahren demonstriert die Prinzipien der Gravimetrie und ihre Anwendung in der analytischen Chemie.

  • Die gravimetrische Messung von Zink erfolgt durch Fällung als Zinkammoniumphosphat
  • Der Prozess beinhaltet sorgfältige Probenvorbereitung, Fällung, Filtration und Trocknung
  • Genaue Wägungen und Berechnungen sind entscheidend für die Bestimmung der Zinkkonzentration
  • Das Experiment veranschaulicht wichtige Konzepte der quantitativen Analyse in der Chemie
...

17.1.2021

138

Gravimetrische Zinkbestimmung
Durchführung
Die gegebene Zinklösung wird in einem 200ml - Meßkolben
bis zur Markierung mit Wasser gefüllt und

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Ergebnisse und Berechnungen der gravimetrischen Zinkbestimmung

Die gravimetrische Bestimmung von Zink wurde mit zwei Glasfiltertiegeln durchgeführt, um die Genauigkeit der Messung zu erhöhen. Die Massen der Tiegel wurden vor und nach der Fällung gemessen:

Glasfiltertiegel 1:

  • Leermasse: 19,4058 g
  • Masse nach Fällung und Trocknung: 19,6580 g konstantkonstant

Glasfiltertiegel 2:

  • Leermasse: 19,2960 g
  • Masse nach Fällung und Trocknung: 19,5350 g konstantkonstant

Die Berechnung der Zinkmasse erfolgt mithilfe des gravimetrischen Faktors kk und der Masse des Zinkammoniumphosphat-Niederschlags:

mZnZn = k · mZnNH4PO4ZnNH₄PO₄

Example: Für Tiegel 1: mZnZn = 0,3665 · 0,2492 g = 0,0913 g

Die Zinkmasse wird dann auf das Gesamtvolumen von 250 ml hochgerechnet:

mZnZn in 250 ml = 0,0913 g · 250ml/100ml250 ml / 100 ml = 0,2283 g

Für Tiegel 2 ergibt sich analog: mZnZn in 250 ml = 0,219 g

Highlight: Die Berechnung für beide Tiegel dient der Überprüfung der Reproduzierbarkeit und erhöht die Zuverlässigkeit der Ergebnisse.

Aus der Zinkmasse lässt sich die Stoffmenge und Konzentration berechnen:

nZnZn = mZnZn / MZnZn = 0,2283 g / 65,38 g/mol = 0,00349 mol

cZnZn = nZnZn / VZnZn = 0,00349 mol / 0,25 L = 0,01396 mol/L

Für Tiegel 2: cZnZn = 0,0134 mol/L

Vocabulary: Der gravimetrische Faktor ist das Verhältnis der Molmasse des gesuchten Elements zur Molmasse der gewogenen Verbindung.

Diese Berechnungen demonstrieren, wie aus der Masse des gefällten Niederschlags die Konzentration des Zinks in der ursprünglichen Lösung bestimmt werden kann. Die gravimetrische Methode erweist sich als präzise Technik zur quantitativen Analyse von Zink in Lösungen.

Definition: Die Gravimetrie ist eine analytische Methode, bei der die Masse eines Stoffes oder einer seiner Komponenten durch Fällung, Filtration, Trocknung und Wägung bestimmt wird.

Die geringen Abweichungen zwischen den Ergebnissen der beiden Tiegel zeigen die gute Reproduzierbarkeit der gravimetrischen Messung. Diese Methode eignet sich besonders für die genaue Bestimmung von Metallionen in Lösungen und ist ein wichtiges Werkzeug in der analytischen Chemie.

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Chemie

138

17. Jan. 2021

2 Seiten

Gravimetrie einfach erklärt: Spannende Messungen und Formeln

M

Mike

@mike

Gravimetrie ist eine wichtige analytische Methode in der Chemie zur quantitativen Bestimmung von Substanzen. Diese Zusammenfassung erklärt die gravimetrische Bestimmung von Zinkanhand eines praktischen Experiments. Die Methode umfasst die Fällung von Zink als Zinkammoniumphosphat, Filtration, Trocknung und Wägung des... Mehr anzeigen

Gravimetrische Zinkbestimmung
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Ergebnisse und Berechnungen der gravimetrischen Zinkbestimmung

Die gravimetrische Bestimmung von Zink wurde mit zwei Glasfiltertiegeln durchgeführt, um die Genauigkeit der Messung zu erhöhen. Die Massen der Tiegel wurden vor und nach der Fällung gemessen:

Glasfiltertiegel 1:

  • Leermasse: 19,4058 g
  • Masse nach Fällung und Trocknung: 19,6580 g konstantkonstant

Glasfiltertiegel 2:

  • Leermasse: 19,2960 g
  • Masse nach Fällung und Trocknung: 19,5350 g konstantkonstant

Die Berechnung der Zinkmasse erfolgt mithilfe des gravimetrischen Faktors kk und der Masse des Zinkammoniumphosphat-Niederschlags:

mZnZn = k · mZnNH4PO4ZnNH₄PO₄

Example: Für Tiegel 1: mZnZn = 0,3665 · 0,2492 g = 0,0913 g

Die Zinkmasse wird dann auf das Gesamtvolumen von 250 ml hochgerechnet:

mZnZn in 250 ml = 0,0913 g · 250ml/100ml250 ml / 100 ml = 0,2283 g

Für Tiegel 2 ergibt sich analog: mZnZn in 250 ml = 0,219 g

Highlight: Die Berechnung für beide Tiegel dient der Überprüfung der Reproduzierbarkeit und erhöht die Zuverlässigkeit der Ergebnisse.

Aus der Zinkmasse lässt sich die Stoffmenge und Konzentration berechnen:

nZnZn = mZnZn / MZnZn = 0,2283 g / 65,38 g/mol = 0,00349 mol

cZnZn = nZnZn / VZnZn = 0,00349 mol / 0,25 L = 0,01396 mol/L

Für Tiegel 2: cZnZn = 0,0134 mol/L

Vocabulary: Der gravimetrische Faktor ist das Verhältnis der Molmasse des gesuchten Elements zur Molmasse der gewogenen Verbindung.

Diese Berechnungen demonstrieren, wie aus der Masse des gefällten Niederschlags die Konzentration des Zinks in der ursprünglichen Lösung bestimmt werden kann. Die gravimetrische Methode erweist sich als präzise Technik zur quantitativen Analyse von Zink in Lösungen.

Definition: Die Gravimetrie ist eine analytische Methode, bei der die Masse eines Stoffes oder einer seiner Komponenten durch Fällung, Filtration, Trocknung und Wägung bestimmt wird.

Die geringen Abweichungen zwischen den Ergebnissen der beiden Tiegel zeigen die gute Reproduzierbarkeit der gravimetrischen Messung. Diese Methode eignet sich besonders für die genaue Bestimmung von Metallionen in Lösungen und ist ein wichtiges Werkzeug in der analytischen Chemie.

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Durchführung der gravimetrischen Zinkbestimmung

Die gravimetrische Bestimmung von Zink beginnt mit der sorgfältigen Vorbereitung der Probenlösung. Eine gegebene Zinklösung wird in einem 200 ml Messkolben mit Wasser aufgefüllt und homogenisiert. Anschließend werden 50 ml dieser Lösung entnommen und in einem 800 ml Becherglas auf 250 ml verdünnt.

Zur Probenlösung werden verschiedene Reagenzien hinzugefügt:

  • 35 ml Salzsäure c(HClc(HCl = 2 mol/l)
  • 2 g Ammoniumchlorid
  • 25 ml Diammoniumhydrogenphosphatlösung w((NH4w((NH₄₂HPO₄) = 10%)
  • 5-6 Tropfen Methylrot als Indikator

Die Lösung wird bis kurz vor den Siedepunkt erhitzt und dann tropfenweise mit Ammoniaklösung c=10c = 10% versetzt, bis ein Farbumschlag des Indikators nach Gelborange erfolgt. Nach 20-minütigem Rühren bei erhöhter Temperatur wird die Suspension auf Raumtemperatur abgekühlt.

Vocabulary: Homogenisieren bedeutet, eine Lösung gleichmäßig zu vermischen, sodass sie in allen Bereichen die gleiche Zusammensetzung aufweist.

Der Filtrationsprozess erfolgt durch einen massenkonstanten Glasfilter. Die abgekühlte Lösung wird filtriert, und das Becherglas wird gründlich mit Wasser nachgespült. Eine kleine Probe wird für einen Chlorid-Nachweis entnommen, um sicherzustellen, dass die gefilterte Substanz chloridfrei ist.

Highlight: Die Chloridfreiheit der Probe ist entscheidend für die Reinheit des Niederschlags und die Genauigkeit der Analyse.

Abschließend wird der Glasfiltertiegel 60 Minuten bei 130°C im Trockenschrank getrocknet und im Exsikkator auf Raumtemperatur abgekühlt. Dieser Vorgang wird bis zur Massenkonstanz wiederholt, wobei die finale Masse für die Berechnung verwendet wird.

Definition: Massenkonstanz bedeutet, dass sich die Masse des Tiegels bei wiederholtem Trocknen und Wiegen nicht mehr ändert, was auf vollständige Trocknung hinweist.

Die Reaktionsgleichung für die Fällung lautet:

Zn²⁺ + 2NH₃ + HPO₄²⁻ + Cl⁻ → H₂O + NH₄Cl + ZnNH₄PO₄ + OH⁻

Diese Gleichung zeigt die Bildung des Zinkammoniumphosphat-Niederschlags, der für die gravimetrische Messung verwendet wird.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Samantha Klich

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Lena M

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Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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