Dichtebestimmung: Messreihen


Ah - Chemieunterricht 2004/2005 11ch1
Inhaltsstoffe des Federweißer

Hefe, Traubenmost (Zucker, Säure), Kohlensäure, Vitamine, Alkohol, Wasser

Zu Beginn der Gärung werden vor allem die Stoffe Zucker und Wasser vorhanden sein, zum Ende der Gärung wird der Zucker (zu großen Teilen) in Alkohol umgewandelt sein.

Alkoholgehalt am Anfang - gering (lt. Packungsangabe: 4 vol.%), am Ende 9 - 11,5 vol.% (nach vollständiger Gärung).

Die Prozentangaben bedeuten: p Teile von 100 Teilen sind reiner Alkohol (hier: bezogen auf Volumen, auch möglich: Bezug auf Masse).

Messreihen

Um zu klären, wie sich das Vorhandensein anderer Stoffe auf die Dichteänderung auswirkt, werden drei Messreihen durchgeführt:

  1. Wasser wird mit Alkohol gemischt
  2. Salzwasser (1 Teelöffel Salz auf 200 ml Wasser) wird mit Alkohol gemischt
  3. Zuckerwasser (1 Esslöffel Zucker auf 200 ml Wasser) wird mit Alkohol gemischt
VerhältnisAlkohol"Wasser"
3:130 ml10 ml
2:130 ml15 ml
1:130 ml30 ml
1:230 ml60 ml
1:330 ml90 ml

Zusatzaufgaben:
Wasser/Alkohol: auch Brennbarkeit prüfen;
Zuckerwasser bzw. Salzwasser / Alkohol: Wie viel Zucker bzw. Salz löst sich in der gegebenen Wassermenge?

Ergebnisse

Die bei der Dichtebestimmung ermittelten Werte zeigen alle dieselbe Tendenz: Je mehr "Wasser" in der Mischung enthalten ist, desto höher ist die Dichte.
Aber: die Werte parallel arbeitender Gruppen unterscheiden sich zum Teil beträchtlich - teilweise zurückzuführen auf unterschiedliche Konzentrationen an Zucker bzw. Salz, teilweise liegen aber wohl auch Mess- bzw. systematische Auswertefehler vor.

Schlussfolgerung

Mit der Methode der reinen Dichtebestimmung kann man den Alkoholanteil des Federweißers wohl nicht bestimmen, da die Dichte von vielen Faktoren beeinflusst wird (unter anderem auch durch die Temperatur) und der grundlegende mathematische Zusammenhang zwischen Dichte und Alkoholgehalt hier nicht geklärt werden konnte. Festgestellt werden konnte aber auch beim Federweißer, dass die Dichte (leicht) geringer wird, der Alkoholgehalt also steigt.

Eine genauere Messmethode ist also wünschenswert.

Weitere Ergebnisse

Die Brennbarkeit des Gemisches Wasser / Alkohol ist gegeben, wenn mehr als 40 % Alkohol im Gemisch vorliegen.

Ethanol löst sich unbegrenzt in Wasser, auch Zucker löst sich nahezu unbegrenzt in Wasser, Salz dagegen bildet recht schnell einen Bodensatz.

Löslichkeit von Salz in Wasser: in 100 g Wasser lösen sich bei 0 °C 35,6 g NaCl, bei 20 °C 35,8 g NaCl und bei 100 °C 39,2 g NaCl

Löslichkeit von Zucker in Wasser: in 100 g Wasser lösen sich bei 20 °C 204 g Zucker, bei 100 °C 400 g Zucker.



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