Molmassenbestimmung

Autor: Hans Lohninger

Eine elektrisch nicht leitende Lösung eines nicht flüchtigen Stoffes zeigt sowohl eine charakteristische Siedepunktserhöhung als auch eine charakteristische Gefrierpunktserniedrigung, deren Größe proportional zur molaren Konzentration ist und von der Art des Lösungsmittels, nicht aber von der Art des gelösten Stoffes abhängt (Raoult'sches Gesetz).

Aus dem Raoult'schen Gesetz leiten sich die Grundlagen der Ebullioskopie (Molmassenbestimmung durch Siedepunktserhöhung) und Kryoskopie (Molmassenbestimmung durch Gefrierpunktserniedrigung) ab:

Siedepunktserhöhung:

A = 1000K_Em/m_L/ΔT

A = 1000K_Km/m_L/ΔT

A .... Molmasse des gelösten Stoffes [g/mol]
ΔT .... Temperaturänderung [K]
K_E .... ebullioskopische Konstante [Kkg/mol]
K_K .... kryoskopische Konstante [Kkg/mol]
m .... Masse des gelösten Stoffes [kg]
m_L ... Masse des Lösungsmittels [kg]

Tabelle der kryoskopischen und ebullioskopischen Konstanten wichtiger Lösungmittel:

Lösungsmittel	KK [Kkg/mol]	KE [Kkg/mol]
Aceton		1.48
Ameisensäure	-2.77	2.4
Benzol	-5.07	2.64
Campher	-39.8	6.09
Chloroform	-4.9	3.8
Cyclohexan	-20.2	2.75
1,4-Dioxan	-4.7	3.13
Essigsäure	-3.91	3.07
Ethanol		1.04
Ethylether	-1.79	2.16
n-Hexan	-1.8	2.78
Methanol		0.84
Nitrobenzol	-6.89	5.27
Phenol	-7.27	3.6
Pyridin	-4.97	2.69
Schwefelkohlenstoff	-3.83	2.29
Tetrachlorkohlenstoff	-29.8	4.88
Wasser	-1.858	0.521

Der oben dargestellte Zusammenhang gilt nur für nicht-dissoziierende Lösungsmittel. Bei dissoziierenden Lösungsmitteln muss der Dissoziationsgrad α berücksichtigt werden:

ΔT = K_K,Ec_m(1+α)

ΔT .... Temperaturänderung [K]
K_E,K .... ebullioskopische bzw. kryoskopische Konstante [Kkg/mol]
c_m .... molare Konzentration des gelösten Stoffes [mol/l]
α ... Dissoziationsgrad

Dissoziationsgrad α einiger wichtiger 1-normaler Säuren und Basen bei 18°C

Substanz	Dissoziationsgrad
Salpetersäure	0.82
Salzsäure	0.78
Schwefelsäure	0.51
Phosphorsäure	0.17
Essigsäure	0.004
Kaliumhydroxid	0.77
Natriumhydroxid	0.73
Ammoniumhydroxid	0.004