Verfahren nach Bunsen

Das Verfahren nach Bunsen (nach Robert Wilhelm Bunsen) ist eine Methode, mit dem sich die molare Masse eines Gases über die Ausströmungszeit des Gases bestimmen lässt.

Grundlagen

Für die Ausströmung von Gasen gilt gemäß dem Grahamschen Gesetz:

$ {\mbox{v}_1 \over \mbox{v}_2}=\sqrt{M_2 \over M_1} $

Entsprechend gilt für die Ausströmungszeiten:

$ {\mbox{t}_2 \over \mbox{t}_1}=\sqrt{M_2 \over M_1} $

Kennt man also die Ausströmungszeiten zweier Gase und die molare Masse eines Gases, so lässt sich die molare Masse des anderen Gases berechnen.
$ M_2 = \frac{t_2^\mathrm{2} \cdot M_1}{t_1^\mathrm{2}} $

Verfahren

Apparatur zur Bestimmung von Ausströmungszeiten von Gasen

In Abänderung zu dem ursprünglichen Effusiometer nach Bunsen kann im Ausbildungsbereich zur Veranschaulichung der Zusammenhänge die Bestimmung mit Hilfe eines senkrecht befestigten Kolbenprobers erfolgen. Der Kolbenprober ist unten mit einem Hahn und einem Glasrohr, das mit einer Düse abgeschlossen ist, versehen. Man füllt den Kolbenprober zunächst mit einem bekannten Gas und bestimmt die Zeit, die es zum Ausströmen benötigt. Entsprechend verfährt man mit dem unbekannten Gas.
Beispiel :
Für 100 ml einer unbekannten Kohlenwasserstoffverbindung beträgt die Ausströmungszeit t2 = 9,0 Sekunden und für 100 ml Stickstoff t1 = 8,8 Sekunden. Die molare Masse für Stickstoff beträgt M1 =28 g/mol.

$ M_2 = \frac{({9,0 s})^\mathrm{2} \cdot {28 g/mol}}{({8,8 s})^\mathrm{2}} $

M2 = 29,3 g/mol
Es könnte sich hierbei um Ethan handeln.

Literatur

  • R. Brdička: Grundlagen der physikalischen Chemie, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1967, S. 207
  • Böse/Schmidt: Quantitative Versuche mit dem Kolbenprober, Diesterweg Salle Frankfurt 1972, S.26, ISBN 3-425-05076-1

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