Analytische Chemie at Universität für Bodenkultur Wien

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Wie hängt der Leitwert L mit der Konzentration zusammen?

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Welcher Wert wird bei der Konduktometrie gemessen?

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Welcher Strom wird bei der Konduktometrie verwendet und warum?

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Welche Abhängigkeit besteht zwischen Konzentration und Äquivalentenkonzentration?

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Wie wird eine Konduktomtrische Messung durchgeführt?

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Was sind die Bestandteile einer Leitfähigkeitszelle und wie wird die Zellkonstante bestimmt?

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Wovon hängt die Leitfähigkeit Kappa ab?

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Was ist die Beweglichkeit u und wovon hängt sie ab?

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Was sagt das Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung aus?

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Definiere Wasserhärte? + Allgemeine Reaktionsgleichung zur Bildung von Kalkgestein. Komplikationen die durch hartes Wasser enstehen.

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Nenne alle Härten und wie man auf diese schließt

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Organische Ionenaustauscher ?

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Analytische Chemie

Wie hängt der Leitwert L mit der Konzentration zusammen?

k = L*C ; k = konst.*c(eq)
k...Leitfähigkeit
C...Zellkonstante -> C = d/A
d...Abstand der Elektroden
A...Fläche der Elektroden

Analytische Chemie

Welcher Wert wird bei der Konduktometrie gemessen?

Der Leitwert L

Analytische Chemie

Welcher Strom wird bei der Konduktometrie verwendet und warum?

Wechselstrom, weil es sonst zur Elektrolyse käme.

Analytische Chemie

Welche Abhängigkeit besteht zwischen Konzentration und Äquivalentenkonzentration?

c(eq) = c*z
z...Ionenladung 

Analytische Chemie

Wie wird eine Konduktomtrische Messung durchgeführt?

Ein Konduktometer wird an eine Leitfähigkeitszelle angeschlossen. Dieses misst den Widerstand bzw. den Leitwert. Der Leitwert wird dann direkt mit der Zellkonstante C = d/A multipliziert und die Leitfähigkeit wird dann angezeigt. 

Analytische Chemie

Was sind die Bestandteile einer Leitfähigkeitszelle und wie wird die Zellkonstante bestimmt?

Die Zelle besteht aus einem Gefäß unterschiedlicher Bauart mit platinierten Platinelektroden - platiniert wegen hoher Oberfläche zur Reduzirung störender Effekt wie polarisation - und einer Rührvorrichtung.
Die Zellkonstante C = d/A wird bestimmt, indem man eine bekannte Kalibrationslösung (KCl) für eine Messung verwendet.

Analytische Chemie

Wovon hängt die Leitfähigkeit Kappa ab?

  • Von der Aktivität 
  • Ionenladung 
  • Bewglichkeit der Ionen u
  • Temperatur bzw. Viskosität

Analytische Chemie

Was ist die Beweglichkeit u und wovon hängt sie ab?

Sie ist die Geschwindigkeit mit der sich Ionen im elektrischen Feld bewegen.

Sie hängt ab von:

  • Art der Ionen (H+; NH4+; OH-; NO3-)
  • Solvathüllen, wie viele Lösungsmittelmoleküle die Ionen mitschleppen
  • Verhältniss Ladung zu Radius
  • Viskosität der Lösung also auch Temp.
  • angelegten Feldstärke  

Analytische Chemie

Was sagt das Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung aus?

Die Bewegung der einzelnen Ionensorten wird als unabängig betrachtet.  Die Summe aller Anteile gibt die Leitfähigkeit. 

Analytische Chemie

Definiere Wasserhärte? + Allgemeine Reaktionsgleichung zur Bildung von Kalkgestein. Komplikationen die durch hartes Wasser enstehen.

Carbonate der Erdalkalimetalle sind schwerlöslich, aber sie lösen sich als Hydrogencarbonate und
bilden so „hartes Wasser“, Kohlendioxid aus der Luft löst sich in Wasser und reagiert mit Kalkgestein
-> Hydrogencarbonate
CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O ->Ca2+ (aq) + 2HCO3-
- (aq)
Störung: mindern Wirkung von Seifen, Kesselstein entsteht bei Erwärmung über 70°C dieser vermindert die übertragung von Wärme in Wärmeaustauschern, Tropfsteinbildung
Entfernung von Ca2+ durch Ionenaustauscher NaCl
Wasserhärte hauptsächlich Ca2+ und Mg2+ und Hydorgencarbonat (aber auch SO4
2-, Fe3+
, sind aber
vernachlässigbar gering vorhanden)

Analytische Chemie

Nenne alle Härten und wie man auf diese schließt

Gesamthärte = Summe aller Kationen (man tut so als ob es nur Ca2+-Ionen wären) = Wasserhärte
Gesamthärte = temporäre Härte + permanente Härte
temporäre Härte: durch Kochen entfernbar, Kesselstein entsteht bei 70°, (Hydrogen)Carbonathärte,
Bestimmung durch Titration mit HCl (1mol HCl = 1 mol HCO3 = 1/2 mol Ca2+)
Indikator: Methylrot/-orange

  1. Ca2+ + 2 HCO3- => CaCO3(s) + CO2(g) + H2O (durch Kochen)
  2. Ca(HCO3-)2 + HCl => CaCl2 (s) + 2CO2 (g) + 2 H20
    permanente Härte: besteht aus Sulfaten, Chloriden, Nitraten, Silicaten, Humaten, …;
    Mineralsäurehärte


weiches Wasser <10°dH

hartes Wasser 10 – 30 °dH

 sehr hartes Wasser >30°dH
°dH = mg CaO / 100 mL

Analytische Chemie

Organische Ionenaustauscher ?

Kationen-Austauscher:
R-SO3H + Na + => R-SO3Na + H+
allgemein:
Harz-H + Na+ => Harz-Na + H+
Anionen-Austauscher:
2(R-CH2-NR3)Cl + SO4 2- => (Harz)2SO4 + 2 Cl -
2HarzCl + SO4 2- => (R-CH2-NR3)2SO4 + 2 Cl -

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