1. Herstellung der Eichlösungen von Kristallviolett - Kantonsschule ...

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1. Herstellung der Eichlösungen von Kristallviolett - Kantonsschule ...

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1. Herstellung der Eichlösungen von Kristallviolett

Achtung! Kristallviolett ist giftig und darf nicht mit den Augen oder der Haut in Berührung

kommen!


Bestimme die Molekülformel von Kristallviolett. ………………………………………

Berechne die molare Masse von Kristallviolett:

M = ................................ g/mol.




Die aufliegende Lösung enthält 81.6 mg Kristallviolett pro Liter. Daraus sollen 100 mL einer

Stammlösung mit einer Konzentration von 10 -5 mol/L (= 10 µmol/L) hergestellt werden.

Dazu misst man mit der Vollpipette........ mL dieser Kristallviolett-Lösung ab und transferiert sie

in einen 100 mL Messkolben. Mit destilliertem Wasser auf 100 mL auffüllen. Dabei wird

gleichzeitig die Vollpipette ausgespült.

Man setzt den Deckel auf und homogenisiert die so hergestellte Stammlösung durch

mehrmaliges Umdrehen des Messkolbens.

Aus der Stammlösung bereitet man nun 4 Eichlösungen. Die nachstehende Tabelle gibt an,

wie sich zusammensetzen:


Nr. Stammlösung Wasser Gesamtvolumen Konzentration Absorption

5 mL 15 mL 20 mL µmol/L

10 mL 10 mL 20 mL µmol/L

15 mL 5 mL 20 mL µmol/L

20 mL 0 mL 20 mL µmol/L

Setze in den letzten Spalten die Konzentrationen und die Absorption der vier Eichlösungen

ein.

Das Vorgehen für die Herstellung der vier Eichlösungen ist wie folgt:

Ein Messzylinder 25 mL wird mit Wasser gründlich gespült.

Man gibt so viele mL Wasser zu, wie in der obigen Tabelle angegeben sind.

Mit Stammlösung wird auf 25 mL aufgefüllt.

Die Flüssigkeit im Messzylinder wird in ein Becherglas 50 mL umgegossen.

Ein Pillenglas wird mit der bereiteten Eichlösung gefüllt und beschriftet (!!!).

Die überschüssige Eichlösung wird in den Abguss geschüttet und weggespült.

In die Öffnungen 1 bis 4 des Küvetten Ständers werden 4 saubere Küvetten gestellt. In diese

werden mit Hilfe sauberer Pipetten die Eichlösungen bis bis zur Dreiecks-Marke eingefüllt.

Die Absorption von jeder Eichlösung wird mit dem Kolorimeter gemessen und die

Regressionsgerade mit Excel und/oder grafisch bestimmt.

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2. Photometrie: Zersetzung von Farbstoffen

Prinzip

Eine Lösung von Kristallviolett reagiert mit Natronlauge unter Bildung eines farblosen Produkts.

Die Absorption von Kristallviolett wird photometrisch erfasst.

Die Absorption ist proportional zur Konzentration.

Vorbereitung von Kolorimeter, LabQuest (GoLink) und Notebook

Das Kolorimeter wird an LabQuest (GoLink) angeschlossen. LabQuest (GoLink) wird mit einem

USB Kabel mit dem Notebook verbunden.

Der Netzadapter des Notebooks wird an eine 220 V Steckdose angeschlossen.

LabQuest (GoLink) und Notebook werden nacheinander eingeschalten.

Das Programm LoggerLite resp. LoggerPro wird gestartet.

Studiere das Absorptionsspektrum der Farbstoffe auf Seite 3 und entscheide, mit welcher der im

Kolorimeter zur Verfügung stehenden Lichtquellen die Probe durchstrahlt werden soll:

Grün (565 nm)

Rot (635 nm)

Blau (470 nm)

Durchführung der Experimente

Experimente mit Kristallviolett:

1 Küvette wird in einen Küvetten-Ständer gestellt, 1 Reagenzglas in einen Reagenzglas-Ständer.

5 mL der Kristallviolett-Stammlösung werden in das Reagenzglas gegeben.

Anschliessend werden mit einer 2 mL Plastik-Spritze 1.5 mL 1 M Natronlauge (= Natriumhydroxid)

zugegeben.

Ein Teil der Lösung wird sofort in die Küvette gegossen (bis ca. 5 mm unter den oberen Rand der

Küvette).

Diese wird sofort ins Kolorimeter gestellt und gleichzeitig am Notebook die Aufzeichnung der

Messwerte gestartet.

Nach dem Stoppen der Aufzeichnung wird die Kurve ausgewertet.

Führe das gleiche Experiment mit 0.5 M Natronlauge durch.

Auswertung

Die beiden Kurven des Farbstoffs werden in Excel in der gleichen Grafik dargestellt.

1. Die Messwerte in der Tabelle in LoggerLite resp. LoggerPro werden markiert, kopiert und in

Excel eingefügt.

2. Mit Hilfe der Eichgeraden werden die Konzentrationen von Kristallviolett in einer neuen

Spalte aus den Absorptionswerten berechnet.

3. In einer weiteren Spalte wird die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit zwischen zwei

Messpunkten berechnet.

4. Die erste Grafik trägt die Konzentration von Kristallviolett gegen die Zeit auf.

Excel: Diagrammtyp Punkt (XY), Punkte verbinden.

Bestimme die Funktionsgleichungen für die Trendlinie:

Einfachklick auf Kurve / Menu Diagramm / Trendlinie hinzufügen ... / Typ wählen;

Optionen: Formel im Diagramm darstellen.

5. In einer weiteren Grafik wird nun die Reaktionsgeschwindigkeit gegen die Konzentration

von Kristallviolett aufgetragen.

6. Interpretiere die grafischen Darstellungen (Erklärung des Kurvenverlaufs).

7. Bestimme die Halbwertszeit von Kristallviolett mit 1M und 0.5M NaOH.

8. Stelle die Geschwindigkeitsgleichung auf und bestimme die Geschwindigkeitskonstante.

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Absorptionsspektrum von Kristallviolett

KV ⊕ + OH ⊖ → KV–OH

violett

farblos

Markierte Molekülteile enthalten ein konjugiertes (abwechselnde Doppel- und Einfachbindungen)

π-Elektronen-System. Je grösser dieses ebene π-System ist, desto länger welliger ist das Licht,

das von ihm absorbiert wird. Durch den nucleophilen (positive Ladung liebenden) Angriff der OH ⊖ -

Ionen auf das Carbeniumkation von Kristallviolett wird das grosse chromophore (farbtragende) π –

System von Kristallviolett in drei kleine π-Systeme gespaltet (Geometrie?), welche nur uv-

Strahlung, aber kein sichtbares Licht absorbieren können.

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