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Wägen
Zur Herstellung von Stoffgemischen und Lösungen benötigt man Mengenangaben über die verwendeten Stoffe. Bei chemischen Reaktionen reagieren die beteiligten Stoffe immer in bestimmten Massenverhältnissen.Das Bestimmen der Masse eines Stoffes in Kilogramm, Gramm oder Milligramm bezeichnet man als Wägen, für den Vorgang selbst wird oft auch der Begriff Abwiegen verwendet. 
   
  

Alte Apothekerwaage mit Gewichten
  
  
Die Masse wird nach dem SI-Einheiten-System in der Basisgröße mit dem Größensymbol m und der Basiseinheit Kilogramm (kg) angegeben. Je nach Größenordnung werden Teilmengen des Kilogramms verwendet:  
   
1000 Tonnen = 1 Kilotonne (kt)  
1000 Kilogramm = 1 Tonne (t)  
1000 Gramm = 1 Kilogramm (kg)  
1000 Milligramm = 1 Gramm (g)  
1000 Mikrogramm (µg) = 1 Milligramm (mg)  
   
Hat der Chemiker eine abgemessene, bestimmte Portion einer sehr reinen Laborchemikalie vor sich liegen, dann spricht er auch von einer Stoffportion. Diese kann als Masse, als Volumen oder auch als Stoffmenge angegeben werden.  
   
Damit Massen verglichen werden können, stellte man im Jahre 1872 einen Kilogramm-Prototyp aus Platin und Iridium her. Dieser wird in Paris aufbewahrt und besteht aus einem Zylinder von 39mm Durchmesser und 39mm Höhe. Im gewerblichen Handel ist für die Masse auch noch die Bezeichnung Gewicht üblich. Nach DIN 1305 (Mai 1977) definiert man die Masse als „die Eigenschaft eines Körpers, die sich sowohl in Trägheitswirkung gegenüber einer Änderung seines Bewegungszustandes als auch in der Anziehung auf andere Körper äußert. Die Masse ist ortsunabhängig". Die ortsabhängige Gewichtskraft dagegen ist das Produkt der Masse eines Körpers und seiner Fallbeschleunigung:  
   
FG = m · g  
   
Die Einheit der Gewichtskraft ist das Newton (N). Die Gewichtskraft eines Körpers ist an verschiedenen Stellen der Erde unterschiedlich, da die Fallbeschleunigung nicht überall gleich ist. An den Polen beträgt die Fallbeschleunigung 9,83 m/s², während sie am Äquator nur 9,78 m/s² ausmacht (jeweils auf Meereshöhe). Damit ergeben sich folgende Gewichtskräfte für Körper mit der Masse von einem Kilogramm:  
   
Pole: FG = 1kg · 9,83 m/s² = 9,83 N  
Äquator: FG = 1kg · 9,78 m/s² = 9,78 N  
   
Die Gewichtskraft eines Astronauten auf dem Mond beträgt nur etwa ein Siebtel wie auf der Erdoberfläche und im Weltall ist sie so gering, dass er in der "Schwerelosigkeit" schwebt. Seine Masse dagegen bleibt immer gleich.  
   
   
Messung der Masse im chemischen Labor  
   
Im alchemistischen Labor wurde bereits die einfache Balkenwaage verwendet. Sie besteht aus zwei gleicharmigen Hebeln die auf einem möglichst reibungsfreien Keil aufsitzen. Man unterscheidet Präzisionswaagen mit einer Empfindlichkeit von bis zu 5mg und Analysenwaagen mit einer Empfindlichkeit von bis zu 0,1mg. Für Wägungen benötigt man einen Gewichtssatz mit unterschiedlichen Gewichten, die auf die eine Seite der Waagschale gelegt werden.  
   
  
Balkenwaage

Präzisionsbalkenwaage

 

 
Manche Waagen besitzen eine Sperrvorrichtung (Arretierung), die kurz vor dem Wägen gelöst werden kann. Dadurch ist die Waage vor mechanischen Erschütterungen beim Transport geschützt. Die Einschalen-Laufgewichtswaage besitzt zwei ungleiche Hebel mit Lastarm-Kraftarm-Verhältnissen von 1:3, 1:10 oder 1:100.  
 

 

 Einschalen-Laufgewichtswaage

Einschalen-Laufgewichtswaage

   
  
Diese Waagen wurden früher häufig bei Schülerübungen eingesetzt. Der Vorteil liegt darin, dass kein Gewichtssatz benötigt wird und der Nullpunkt leicht einstellbar ist.Vorwiegend im Physikunterricht sind auch Federwaagen im Einsatz, die die Gewichtskraft von Körpern in Newton anzeigen:  
   
  
Federwaage

Federwaage
   
  
Heute werden diese Waagen fast vollständig durch die elektronischen Waagen ersetzt. Diese zeichnen sich durch Robustheit, schnelle Ablesung und durch ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten aus. Sie können mit einem Computer verbunden werden. Waagen mit Akku sind ortsunabhängig und können sogar im Freien eingesetzt werden. Elektronische Analysenwaagen sind oft mit einem Gehäuse als Schutz vor Luftbewegungen umgeben und besitzen spezielle Dämpfungen zur Verhinderung von Erschütterungen. 
 

 

 Elektronische Waage

Elektronische Waage mit 0,01g Ablesbarkeit

    
  
Bei Wägungen sind diese Grundregeln zu beachten:  
  • Waagen sollten sehr sorgfältig behandelt werden, sie müssen vor mechanischen Erschütterungen geschützt und dürfen im angeschalteten Zustand nicht transportiert werden.
  • Die Waage steht an einem erschütterungsfreien Standort, der nicht von aggressiven Chemikalien umgeben ist.
  • Die maximale Belastbarkeit darf niemals überschritten werden. Wenn der Wägebereich 200g beträgt, entspricht dies der maximalen Belastbarkeit. Daher darf man auch nie mit der Hand auf die Waageschale drücken. Die zu wägenden Gegenstände oder Stoffe werden vorsichtig und behutsam auf die Waagschale gelegt.
  • Chemikalien dürfen niemals direkt auf der Waageschale abgewogen werden. Es werden Rundfilter oder Gefäße benutzt. Dazu ist die Einstellung der Tariereinrichtung notwendig.
  • Beim Abwägen toxischer oder ätzender Stoffe sind entsprechende Sicherheitsmaßnahmen zu beachten: Schutzhandschuhe, Schutzkleidung, Atemschutz, Schutzbrille, Abzug/Kapelle verwenden.
Eine Wägung auf einer elektronischen Waage läuft so ab:  
  • Einschalten der Waage, dann warten, bis sich die Waage auf 0,00g austariert hat.
  • Auflegen eines Rundfilters oder eines Becherglases und danach Drücken der "Tara"-Taste. Erneutes Abwarten bis zur Austarierung der Waage. Danach zeigt die Waage wieder 0,00g, wobei der Rundfilter oder das Becherglas nicht mehr berücksichtigt wird.
  • Portionsweise Zugabe der Stoffe: bei Feststoffen mit Hilfe eines Spatels, bei Flüssigkeiten mit Hilfe einer Pipette.
 
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