Bestimmung des Massengehaltes von Calciumchlorid mit dem Refraktometer

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====== Bestimmung des Massengehaltes von Calciumchlorid mit dem Refraktometer ======

Um den Massengehalt von CaCl<sub>2</sub>x2H<sub>2</sub>O oder einer 33% Calciumchloridlösung zu bestimmen,
kann ein Refraktometer mit einer %Brix Skala verwendet werden.

Sollte das CaCl<sub>2</sub>x2H<sub>2</sub>O Wasser gezogen haben oder die 33% Calciumchloridlösung aus versehen
Verdünnt worden sein, dann ist es schwer die benötigte Menge an CaCl<sub>2</sub> 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 CaCl<sub>2</sub>x2H<sub>2</sub>O 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 c<sub>th</sub> bestimmt

{{:messen:cth.png|}}

==== 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 c<sub>th</sub> bestimmt

{{:messen:cth_lsg1.png|}}


===== 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

{{:messen:cacl_1_1.png|}}

berechnet werden.

==== Berechnung der Reinheit ====

Mit der realen Konzentration kann nun die Reinheit berechnet werden :

{{:messen:cacl_2.png|}}

Alles in einem Schritt :

{{:messen:cacl_3_1.png|}}

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

{{:messen:cacl_4_1.png|}}

===== 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 CaCl<sub>2</sub>x2H<sub>2</sub>O auf 33 % auf konzentrieren.

Dazu verwendet man am besten das Mischungskreuz. Alternativ kann man das mit der Formel berechnen
w<sub>Ziellösung</sub> ist die gewünschte Konzentration der Finalenlösung.

{{:messen:mischung.png|}}


===== 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 

{{:messen:formel_cacl2_brechungsindex.png|}}

und hat ein R<sup>2</sup> von 0,9992

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

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

{{:messen:formel_saccharose_brechungsindex.png|}}

und hat ein R<sup>2</sup> von 0,9991

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

 {{:messen:cacl_1_1.png|}}

===== 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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