Wie man die Molmasse und dann die Bruttoformel von Ethanol ermittelt
Experimente:
Versuch: Molmassenbestimmung von Ethanol
Die quantitative Elementaranalyse des Ethanols ergab:
Die Massen von C, H und O verhalten sich in Ethanol etwa wie 2:6:1
Damit wäre die Brutto-Formel der Alkohole
C2H6O
Reicht das aus? Nein, es könnte ja auch ein Vielfaches davon sein!
(C2H6O)n
Der einfachste zu erwartende Wert wäre
24 + 6 + 16 = 46 g/mol
Um den Faktor n zu ermitteln, müssen wir die wahre Molmasse bestimmen.
Die Bestimmung der Molmasse von Ethanol
Hierzu erhitzen wir in einem Wasserbad Alkohol, bis alles verdampft ist. Den Dampf fangen wir in
einem Kolbenprober auf. Zur Auswertung müssen wir Gasvolumen, Wassertemperatur und Luftdruck messen.
Denn aus diesen Daten kann die molare Masse von Ethanol berechnet werden (-> Versuch).
Hier ist die Auswertung eines konkreten Versuchs:
Wir geben in die Analyseapparatur 0,1 ml Ethanol. Mit der Dichte von 0,789 g/ml berechnen wir daraus
die Masse.
m (Ethanol) = 0,0789 g
Die Messbedingungen waren p = 1020 hPa; T = 369 K.
Das Volumen des erhaltenen Ethanoldampfes betrug 55 ml, also 0,055 l.
Nun folgt die Umrechnung des Volumens auf Normalbedingungen. Dazu stellen wir die bekannte Gleichung für ideale Gase um.
Zur Berechnung der molaren Masse von Ethanol M (Ethanol) hilft uns die folgende Beziehung. Dahinter steckt das Gesetz von Avodagro.
Aus den Messwerten ermitteln wir die molare Masse.
Der gesuchte Faktor n muss demnach 1 sein. Aus der berechneten molaren Masse folgt, dass ein Ethanolmolekül die Summenformel C2H6O haben muss.
Wie wir heute sicher wissen, ist die tatsächliche Molmasse von Ethanol
M (Ethanol) = 46 g / mol
Dann bleibt aber noch die Frage nach der richtigen Struktur
Denn vom C2H6O gibt es zwei Isomere. Hier sind ihre
Kalottenmodelle.
CH3-O-CH3 oder CH3-CH2-OH? - das ist hier die Frage...
(Foto: Daggi)
Wie man die wahre Struktur des Ethanols ermittelt, wird hier beschrieben.
Literatur:
R. Blume und Koll.: Chemie für Gymnasien 2, Ausgabe Sachsen-Anhalt, Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg.
Cornelsen, Berlin 2001.
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