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Volumenbestimmung
Bei Gasen oder Flüssigkeiten werden die im Labor benötigten Stoffportionen vorzugsweise in Volumenmengen bestimmt. Das Volumen wird nach dem SI-Einheiten-System von der Basisgröße Länge abgeleitet. Die Einheit des Volumens ist der Kubikmeter (m³) oder der Liter (l):  
   
1000 Liter = 1 Kubikmeter (m³)  
1000 Milliliter (ml) = 1 Liter (l) = 1000 Kubikzentimeter (cm³)  
   
  
Geräte zur Volumenbestimmung
    

Aufnahme von Flüssigkeiten und Volumenbestimmung
  
   

Laborgeräte wie Bechergläser oder Erlenmeyerkolben sind mit einer Volumenkennzeichnung versehen, die sich zum groben Abmessen von Flüssigkeiten eignet. Bei genaueren Messungen benötigt man Messgeräte, wie Messzylinder, Messpipette oder Messkolben. Messzylinder sind in den Größen von 10ml bis 2 Liter erhältlich. Sie ermöglichen das Ablesen von Flüssigkeitsmengen mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1ml. Das genaue Befüllen erfolgt mit einer Tropfpipette, Luftblasen entfernt man durch vorsichtiges Klopfen an der Glaswand. Die Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels im Messzylinder bildet einen gebogenen Meniskus. Zum genauen Ablesen zieht man eine Tangente in Augenhöhe zur Skala:  
    
  
Meniskus im Standzylinder
    
  
Eine wesentlich genauere Ablesung ist mit den Messpipetten möglich. Die üblichen Größen von 1ml bis 25ml ermöglichen eine Ablese-Genauigkeit von bis zu 0,01ml. Bei den Vollpipetten kann immer nur eine bestimmte Flüssigkeitsmenge dosiert werden, dann allerdings mit sehr hoher Genauigkeit.  

Das Ansaugen der Flüssigkeit bei den Pipetten erfolgt niemals mit dem Mund, sondern immer mit Hilfe von Gummisaugern oder speziellen Pipettenhelfern. Der Peleusball ist ein mit Ventilen versehener Gummiball, der das exakte und gefahrlose Aufsaugen und Auslaufenlassen von Flüssigkeiten ermöglicht. Zum Ansaugen drückt man Ventil a und den Gummiball zusammen. Durch Drücken von Ventil b wird die Flüssigkeit bis zur gewünschten Markierung angesaugt. Das Auslaufenlassen erfolgt durch Drücken von Ventil c. Bei der Pipump kann ein Kolben aus Kunststoff über ein Zahnrad mit Hilfe eines Rädchens (a) bewegt werden. Durch Drücken der Klappe b wird die Pipette entleert:  



Peleusball
Pipump


Beim Pipettieren sind einige Regeln zu beachten. So muss die Pipette völlig trocken sein, sie darf auch keine Verunreinigungen enthalten. Die Spitze muss intakt sein. Pipetten werden immer senkrecht gehalten. Beim Auslaufenlassen berührt die Pipettenspitze die Glaswand des zu füllenden Gefäßes.
 
    
Messkolben werden zum Herstellen molarer Maßlösungen benötigt. Sie sind in den Größen von 10ml bis 2 Liter erhältlich. Alle Messkolben sind auf eine Temperatur von 20°C geeicht und lassen aufgrund ihrer engen Hälse eine äußerst genaue Volumenbestimmung zu. Zur Herstellung einer Maßlösung füllt man den Messkolben zunächst zur Hälfte mit dem Lösungsmittel und gibt dann die notwendige Menge des zu lösenden Stoffes hinzu. Findet eine Erwärmung statt, muss man bis zur Abkühlung warten. Dann wird mit dem Lösungsmittel bis zu Eichmarke aufgefüllt.  
     
Büretten werden in der Maßanalyse benutzt. Mit einer Neutralisation lässt sich die Konzentration einer Säure oder einer Lauge bestimmen, das verwendete Verfahren ist eine Titration.  
    
    
Aufnahme von Gasen und Volumenbestimmung  
   
Soll das Volumen eines Gases nicht bestimmt werden, dann kann man es einfach in ein Reagenzglas oder in einen Standzylinder einleiten. Bei Gasen mit geringerer Dichte als Luft - zum Beispiel bei Wasserstoff - zeigt die Öffnung des Auffangbehälters nach unten. Bei Gasen mit größerer Dichte als Luft zeigt die Öffnung nach oben - zum Beispiel bei Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid. Um einen Verlust durch Luftströmungen zu vermeiden, empfiehlt sich eine Abdeckung des Behälters. Geeignet wäre eine Glasplatte.  
    
  

 Auffangen der Gase

links: Auffangen eines Gases mit höherer Dichte als Luft
rechts: Auffangen eines Gases mit geringerer Dichte als Luft

  
  
Bei einer Volumenbestimmung ist zu berücksichtigen, dass Gase bei unterschiedlicher Temperatur und Druck verschiedene Raumgrößen einnehmen. Daher kann eine bestimmte Masse an Gas unterschiedliche Volumina besitzen.  
   
Eine einfache Form zum Messen von Gasvolumen stellt ein Messzylinder dar, der zum pneumatischen Auffangen von Gasen verwendet wird (siehe Abbildung). Es kann dafür auch ein Eudiometerrohr oder eine Glocke mit Mensur verwendet werden. Für das pneumatische Auffangen der Gase sind auch Einsätze aus Kunststoff für die pneumatische Wanne erhältlich. Die Müllersche Gasmessglocke wird in einen mit Wasser gefüllten Standzylinder getaucht und mit einer Halteklammer befestigt.  
    
  

 
Pneumatisches Auffangen eines Gases
Müllersche Gasmessglocke
Pneumatisches Auffangen eines Gases
Müllersche Gasmessglocke
    
  
Als Sperrflüssigkeit wird in der Schule in der Regel nur Wasser eingesetzt. Dabei ist zu beachten, dass sich Wasser als Sperrflüssigkeit nicht zum Auffangen von Gasen eignet, die sich gerne in Wasser lösen oder mit Wasser reagieren, z.B. Ammoniak, Chlorwasserstoff oder Schwefeldioxid. Zur Herabsetzung des Lösevermögens, z.B. beim Auffangen von Ethin, Kohlenstoffdioxid, oder Schwefelwasserstoff kann der Sperrflüssigkeit Natriumchlorid zugegeben werden. Wasser ist für Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoffmonoxid gut geeignet.  
  
Der Hofmannsche Wasserzersetzungsapparat ist ein Gerät zur elektrolytischen Zerlegung von Wasser. Die entstehenden Gase sammeln sich in den beiden Messrohren und können mit Hilfe eines Hahns entnommen werden. Die Messrohre sind als Gasmessrohre auch einzeln erhältlich.  
    
  
Hofmannscher Wasserzersetzungsapparat
Gasmessrohr
Gasometer
Hofmannscher
Wasserzersetzungsapparat
Gasmessrohr
Gasometer
    
  
Sehr gebräuchlich sind auch Geräte zum trockenen Auffangen von Gasen. Dies hat den Vorteil, dass die Gase nicht mit Wasser reagieren oder sich darin lösen. Beim Gasometer drückt das einströmende Gas einen Kolben nach oben. Mit diesem Gerät können Gasmengen von bis zu einem Liter aufgefangen und aufbewahrt werden.  
   
  
   
Kolbenprober

Kolbenprober
  
  
Der Kolbenprober ist eine Gasspritze, die üblicherweise in den Größen 50ml und 100ml erhältlich ist. Er ermöglicht eine Ablesungsgenauigkeit von bis zu 0,5ml und wird mit einem vorgeschalteten Hahn geliefert. Beim Arbeiten mit einem Kolbenprober sind besondere Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz des Geräts einzuhalten:  
  • Der Kolbenprober wird waagerecht in ein Stativ gespannt, es dürfen nur passende Klemmen verwendet werden.
  • Empfehlenswert sind auch spezielle Haltevorrichtungen ("Kolbenproberhalter").
  • Beim Auffangen der Gase ist darauf zu achten, dass der Kolben nicht herausfällt.
  • Der Lauf des Kolbens ist während der Gasentwicklung durch Drehbewegungen zu unterstützen.
 
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