Weinsäurelösung 50% herstellen

Die Prozentangabe eines Feststoffs in einer wässrigen Lösung ist nicht so einfach, wie man vielleicht denkt. Es gibt prinzipiell m/v-Lösungen und m/m-Lösungen.

Üblicherweise stellt man m/v-Lösungen her, d.h. man wiegt eine bestimmte Masse des Feststoffs ein und füllt mit Wasser auf ein bestimmtes Volumen auf. Eine 50%ige (m/v) Lösung von Weinsäure würde man also erhalten, wenn man in einem Messkolben 50 g Weinsäure einwiegt und mit Wasser auf 100 ml auffüllt.

Bei Weinsäure ist dies kein Problem, denn ihre Wasserlöslichkeit beträgt 1394 g/l, also 139,4 g/100 ml.

Beim Auffüllen sollte man beachten, ob sich durch die Lösung des Feststoffes eine Abkühlung oder Erwärmung ergibt. Man sollte also nicht sofort ganz auffüllen, sondern einige ml Reserve lassen, dann abwarten, bis die Lösung Raumtemperatur erreicht hat, und erst dann vollständig auffüllen. Ich weiß jetzt nicht konkret, ob dies für Weinsäure ein Problem darstellt.

Die Dichte von fester Weinsäure beträgt 1,76 g/cm³. Deswegen vermute ich stark, dass man weit mehr als 50 ml Wasser zum Auffüllen braucht, bis man 100 ml erreicht. Wenn man davon ausgeht, dass keine weitere Verdichtung oder Ausdehnung stattfindet, dann wären 71,6 g Wasser erforderlich (Dichte von Wasser aufgerundet auf 1 g/ml). Der gesamte Kolbeninhalt würde also (50 g + 71,6 g) = 121,6 g wiegen. Die Dichte dieser Lösung würde 1,216 g/ml betragen. Wie gesagt, ich weiß nicht, ob in Wirklichkeit die Dichte vielleicht etwas kleiner oder größer ausfällt, konnte dazu keine Literaturangaben finden. Aber das kannst du ggf. auch leicht experimentell herausfinden, indem du den leeren Kolben am Anfang wiegst, den Kolben mit der Weinsäurelösung am Ende wiegst und daraus die Gewichtsdifferenz feststellst.

Wenn man dann also 50 g Weinsäure in 121,6 g Weinsäurelösung hätte, so wäre der Massen-%-Gehalt der Weinsäure 41,1 % (m/m).

Um eine 50%ige Lösung (m/m) zu erhalten, gibt man logischerweise 50 g Weinsäure und 50 g Wasser zusammen. Diese Lösung hätte mutmaßlich eine Dichte von ca. 1,38 g/cm³, es wären also ca. 72,5 ml.

50% bedeutet 50g Säure auf 100g Gesamtmasse. Also 50g Säure zu 50g Wasser. Was ist daran komisch? Wenn sich's nicht löst, gibt es eben keine 50%ige Weinsäurelösung.

Also 100g Weinsäure zu 100 ml Wasser wäre eine 50%ige Weinsäure.

Begründung:

1 Milliliter Wasser wiegt 1 Gramm. 100 Gramm Weinsäure plus 100 Gramm Wasser sind 200 Gramm. 50% von 200 Gramm sind 100 Gramm (Weinsäure).