Bestimmung des Massengehaltes von Calciumchlorid mit dem Refraktometer

Um den Massengehalt von CaCl2x2H2O oder einer 33% Calciumchloridlösung zu bestimmen, kann ein Refraktometer mit einer %Brix Skala verwendet werden.

Sollte das CaCl2x2H2O Wasser gezogen haben oder die 33% Calciumchloridlösung aus versehen Verdünnt worden sein, dann ist es schwer die benötigte Menge an CaCl2 zuzugeben.

Mit dem Refraktometer, das auch für die Würze verwendet wird, kann schnell der Massengehalt überprüft werden.

Benötigte Gerätschaften

  • Refraktometer ( mindestens 15 %Brix )
  • Waage, möglichst mit 0,1g Teilung
  • VE-Wasser.

Vorbereitung

Calciumchlorid kristallin

Es muss eine 10% Calciumchloridlösung hergestellt werden. Bei einem Refraktometer mit einem Bereich von 32 %Brix kann auch eine 20 % Calciumchloridlösung Lösung hergestellt werden.

10,0 g CaCl2x2H2O werden eingewogen und die genaue Einwaage wird notiert, Es wird mit VE-Wasser auf 100g aufgefüllt und die genaue Menge wird notiert. Die Lösung wird vorsichtig homogenisiert.

Als nächstes wird der theoretische Massengehalt cth bestimmt

Calciumchloridlösung

Es muss eine 11% Calciumchloridlösung hergestellt werden. Bei einem Refraktometer mit einem Bereich von 32 %Brix kann auch eine 22 % Calciumchloridlösung Lösung hergestellt werden.

15,0 g CCalciumchloridlösung werden eingewogen und die genaue Einwaage wird notiert, Es wird mit VE-Wasser auf 45g aufgefüllt und die genaue Menge wird notiert. Die Lösung wird vorsichtig homogenisiert.

Als nächstes wird der theoretische Massengehalt cth bestimmt

Messen und Gehaltsbestimmung

Der Brechungsindex der Lösung wird mit dem Refraktometer gemessen und der Wert in %Brix wird aufgeschrieben.

Berechnung der Konzentration

Die reale Konzentration der erstellen Lösung kann über

berechnet werden.

Berechnung der Reinheit

Mit der realen Konzentration kann nun die Reinheit berechnet werden :

Alles in einem Schritt :

Wenn man eine 10,0% Lösung hergestellt hat ist die Formel für die Reinheit etwas einfacher :

Verwendung der Lösung

Die Lösung kann man direkt verwenden, da man die Dichte nicht kennt muss man sie abwiegen. Die Lösung auf die Waage und mit der Pipette einfach die Menge rauswiegen die man braucht.

Die Lösung kann man über die Reinheit des CaCl2x2H2O auf 33 % auf konzentrieren.

Dazu verwendet man am besten das Mischungskreuz. Alternativ kann man das mit der Formel berechnen wZiellösung ist die gewünschte Konzentration der Finalenlösung.

Herleitung der Formel

Aus den Brechungsindizes verschiedener CaCl-Lösungen wurde die Formel für die Gerade bestimmt

Konzetration [%] Brechungsindex
0 1,3315
5 1,3415
10 1,3499
15 1,3590
20 1,3695
25 1,3789

Die Formel(1) für die Konzentration aus dem Brechungsindex ist

und hat ein R2 von 0,9992

Die Werte für den Brechungsindex einer Saccharoselösung wurde aus dem Internet[1] verwendet.

Die Formel(2) für den Brechungsindex aus der Konzentration ist

und hat ein R2 von 0,9991

Formel(2) wurde in Formel(1) eingesetzt und ergibt damit die Formel

Quellen der Daten

Die Brechungsindizes der CaCl-Lösung wurde im Zuge der Ausbildung mit dem Refraktometer gemessen.

[1] https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/daten/s/saccharose-dichtetabelle.php

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