Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

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Glaskocher
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Re: neu hier...

Beitrag von Glaskocher »

Um die Gabeln möglichst "sparsam"* zu reinigen schlage ich die "Alufolien-Soda-Salz-Methode" vor. Auf den Boden einer ausreichend großen Schüssel wird Alufolie gelegt, darauf das Besteck und mit Wasser bis zur välligen Bedeckung aufgefüllt. Im Wasser löst man dann eine gute Portion Kochsalz und gibt noch Soda dazu. Das Kochsalz bewirkt zweierlei: Es macht die Oxidschicht am Aluminium löchrig(er) und es vermindert die mögliche Anzahl frei löslicher Silberionen in der Lösung. Der Zusatz von Soda beginnt das Aluminium aufzulösen (bildet Tetrahydroxoaluminat) und die dabei frei werdenden Elektronen reduzieren die Oxidationsprodukte Ag2O und Ag2S zu metallischem Silber. Nebenwirkung: Es bildet sich eine hauchfeine Schicht Silberchlorid auf der Oberfläche. Die sollte aber erwünscht sein, was die beabsichtigte Verwenduing angeht.
* = Das vorher oxidierte Silber wird reduziert und nicht, wie bei Polierpaste oder Thiosulfatlösung, abgetragen.

Wenn Du mit einem Gabelpaar arbeitest und die Rollen der Gabeln immer gleich läßt, dann müßtest Du durch Kalibration mit mehreren "homöopatischen" Verdünnungen eigentlich sinnvolle Messwerte von unbekannten Konzentrationen bekommen. Man wird sich eine Kalibriergerade auf halblogarithmischem Papier zeichnen müssen. Allerdings kann dieser Aufbau auch eine Art "Tagesform" aufweisen :--( und die Kalibration nur für einen kurzen Zeitraum nutzbar sein.

Theoretisch sollten auch kurze Abschnitte von Silberdrähten als Messelektroden reichen. Im käuflichen Messketten sind oft nur wenige cm von 1mm-Drähten als wirksame Oberfläche drin.
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mgritsch
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Re: neu hier...

Beitrag von mgritsch »

immi07 hat geschrieben: Mittwoch 20. Januar 2021, 19:16 muß das Besteck gereinigt werden?
Edit: was für ne blöde Frage - das Zeug muß gereinigt werden.
finde ich nicht so blöd. Grundsätzlich ja, aber die Frage ist wie :)
Entfetten schadet mal nicht um eine anständige Benetzung des Metalls sicherzustellen - du willst ja das Potenzial mit Silber und nicht Fett messen :) Dann ist das etwas dunkel - das ist Silbersulfid, auch ein sehr schwer lösliches Silbersalz. Das sollte tendenziell auch ab - scheuern, Polieren - oder elektrochemisch. Einfach im Salzwasser, aber an der Batterie als Minus-Pol (gegen irgend was anderes... Kohleelektrode?) geschaltet sollte es umgehend zum verschwinden bringen. Auch wenn du das Silber in direktem Kontakt mit einem unedlen Metall (Alu, Zink...) in die Salzlösung legst - das ist dann wie so eine Elektrochemische Zelle im Kurzschluss-Modus :)

Und am Ende wenn alles sauber ist wäre es evtl wirklich den Versuch mit der AgCl-Beschichtung wert, dazu muss es nur am Pluspol hängen. Dabei wird es wieder etwas dunkelgrau und matt. Erst wenn die Schicht sehr (zu?) dick ist, wird sie weiß - die eigentliche Farbe von AgCl.
6 Gabeln machen 30 Päarchen und mit Gläser vertauschen 60 Werte.
und jede Gabelkombination macht ihre eigene Nulllinie, die ist aber ziemlich stabil mit verschiedenen Wässern bei Konzentrationsgleiche in beiden Gläsern.
das hab ich nicht ganz verstanden... warum musst du alle verfügbaren Gabeln durchtesten? Nimm ein Paar und fertig, der Rest geht auf Reserve... nicht komplizierter und variabler machen als nötig.
"ihre eigene Null-Linie" - das sollte als erster Test mit beide in genau der gleichen Lösung (im selben Glas oder in zwei verschiedenen...) mal eine wirkliche null sein, nur 0,000 V ist null :) nicht: "wir definieren was auch immer rauskommt als 0" (kann man dann ggfs später so machen, aber anderes Thema.)

Ist es im gleichen Glas (ohne sich zu berühren!) schon nicht null dann hat's was an den Elektroden, die sind nicht gleich (Evtl leicht andere Legierung? kleine Defekte im Silber die darunter liegendes Metall blank lassen? Unterschiedliche Menge Verunreinigungen an der Oberfläche? hier könnte man ggfs dann die passend gleichen Gabelpaare finden?)
Ist es in zwei Gläsern verteilt nicht null dann kann das auch an der nicht optimalen Verbindung (Wischtuch) liegen...
Interessant wäre auch ob es vorkommen kann, dass es zwar in Konzentration A eine 0 gibt, in B aber nicht. Dafür hätte ich jetzt auf die schnelle keine Erklärung :)

Systematisches wissenschaftliches Arbeiten :)

Ja das mit Netzbrumm und Antenne ist ärgerlich - keine Ahnung wie man sowas am besten abschirmt / erdet...
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immi07
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Re: neu hier...

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,
welche Verbindung findest du besser als Wischrolle. Tontöpfchen behält Salzwasser drin und ändert die Konzentration des nächsten Versuches -wenn man nicht (ja wie lange eigentlich) wässert
Gruß Thomas

Edit: muß man sich sowas bei Gelegenheit mal hinlegen
https://www.ebay.de/itm/Magnesiumband-9 ... 3549012186
Wenn Du ein Schiff bauen willst, dann rufe nicht die Menschen zusammen, um Pläne zu machen, Arbeit zu verteilen, Werkzeug zu holen und Holz zu schlagen, sondern lehre sie die Sehnsucht nach dem weiten, endlosen Meer. Dann bauen sie das Schiff von alleine.

Du hast eine Handvoll Brombeeren und wirfst sie zur Erde. Sie verbinden sich mit der Erde zu Erdbeeren. Und Brom wird frei.

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mgritsch
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Re: neu hier...

Beitrag von mgritsch »

ansich sollte die Wischrolle recht unproblematisch sein... hast du Probleme damit festgestellt?
Evtl kannst du sie ja vortränken - mit einer Salzlösung. Bei deiner Anwendung wäre KCl oder NaCl wegen Kontamination evtl nicht optimal. Natriumsulfat, evtl auch Ammoniumsulfat tut den Job aber auch. Viel hilft viel :)

Tontöpfchen: so wahnsinnig viel nimmt das nicht auf, solange du nicht im mg/l Bereich arbeiten willst rechne ich mit nicht messbarer Verschleppung wenn man normal spült.

Die dritte Variante war dann der "Stromschlüssel" (oder Salzbrücke wie manche dazu sagen) - Glasröhrchen mit salzhaltigem Gel.
Gel kann sein: Kieselgel (Rezept bereits bekannt), Gelatine (gut aber etwas empfindlich auf Verflüssigung bei höherer Temperatur) oder Agar-Gel (das ist technisch sicher das überlegenste Gel was Stabilität etc betrifft; dank "Molekularer Küche" kann man es heutzutage schon fast als Haushaltsmittel ansehen ;) )
Salz - da sind wir auch recht flexibel. KCl oder KNO3 wird gerne benutzt, es tut aber auch jeder andere starke Elektrolyt sonst siehe unter "Wischrolle"
Glasröhrchen - sieht hübsch aus, ein Strohhalm (wenn du ihn befüllt bekommst?) tut den Job aber auch.
Anwendungsbeispiel: viewtopic.php?f=33&t=5496
Insgesamt ist der Stromschlüssel aber eher unbequem in der Handhabung, wenn du es mit den anderen schaffst ist das sicher netter.
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Re: neu hier...

Beitrag von Glaskocher »

Wenn Du den Tontopf wässerst, dann möglichst mit der Lösung eines Elektrolyten. Was man da als Brückenelektrolyt nimmt, das ist eine Wissenschaft für sich. Man bekommt Diffusionspotentiale, Konzentrationspotentiale und wasnichtnochalles. Nimmt man zu konzentrierte Kochsalzlösungen, dann "verstellt" man seine Proben, hat aber keine Fremdionen im Spiel. Besser ist es, einen chloridfreien Brückenelektrolyten zu nutzen, um beide Lösungen möglichst sauber zu halten.

Im Unilabor sind wir dazu übergegangen, die Tonzylinder permanent im Brückenelektrolyten zu lagern. Das spart uns das Einweichen vor dem Experiment (mindestens einige Stunden, besser über Nacht) und später das spülen, bis kein Salz übrig ist. Kristallisierendes Salz zerstört unsere Tonzylinder.

Viel praktischer ist das Küchentuch, kurz in den Brückenelektrolyten getaucht uns ab in die Messung. Für jede Messung einen frischen Streifen kostet auch kaum Geld.
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immi07
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von immi07 »

Hallo,
wir haben das Besteck gereinigt und in Leitungswasser passiert folgendes:
P1160513.JPG
von links nach rechts 1 bis 6
Empfindlichkeit 0,01V/cm Null auf der Mittellinie
P1160505.JPG
1 und 2
P1160506.JPG
1 und 3
P1160509.JPG
1 und 4
P1160510.JPG
1 und 5
P1160511.JPG
1 und 6

Warum ?? :wall:
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mgritsch
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von mgritsch »

aus den genannten Gründen:

Die Spannungsunterschiede zwischen den verschiedenen Metallen sind um einiges größer als die Unterschiede die sich nur aus der Konzentration ergeben. zB Silber gegen Kupfer: 0,45 V; Silber gegen Zinn: 0,94 V; Silber gegen Eisen: 1.21 V; Silber gegen Zink: 1,56 V.
Vergleich das mal mit den lappigen 0,059 V aus einem Faktor 10 bei der Salzkonzentration!
Es kann sowohl sein dass die Versilberung (sicher kein reines Feinsilber) leicht abweichende Zusammensetzungen hat - e voila.
Es kann auch sein, dass die Versilberung nicht 100% geschlossen ist - zB eine abgewetzte Kante, ein Kratzer... - e voila, die darunter liegende Schicht ist offen und spielt elektrisch mit.
Check: wenn man so kleine Feinsilber-Barren oder Silberdraht hat ... also nicht das versilberte Bastelzeug! dann sollten die Unterschiede zumindest deutlich kleiner ausfallen. Es ist halt doch nur altes Besteck :)

Du kannst mal die Gabeln mal einen Tag lang in der Salzlösung in Kontakt miteinander liegen lassen - dann lösen sich solche "Lokalelemente" die auf unterschiedliche Zusammensetzung zurückzuführen sind ggfs teilweise auf und das Potenzial nullt sich selbst, so wie eine kurzgeschlossene Batterie sich entlädt.

(von einem Fehler im elektr. Setup gehe ich mal nicht aus, ist am Bild nichts zu erkennen, ich nehme an wenn sich 2 Gabeln Metall an Metall berühren geht es immer auf 0,000?)

Das ist alles kein großes Drama, man muss sich dessen nur bewusst sein und damit umgehen, daran lernt man die spannenden Fragen :) Du darfst in weiterer Folge zB nicht erwarten, dass sich die Messwerte genau wie die rechnerische Theorie verhalten. Aber dass der Trend stimmt, hast du im "Proof of Concept" ja bereits gesehen.
Du wirst in der Chemie noch sehr oft Abweichungen zwischen idealer Theorie und Realität finden ;) An denen wächst dann schritt für Schritt dein Kenntnisstand wenn immer du dich fragst "aber warum? :wall:" :angel:

Rein praktisch könnte man sonst mal einfach die Kombi 1 und 3 benutzen, da war die Abweichung am geringsten. 10 mV ist schon sehr okay! Oszi darauf nullen, und weiter geht die Party. Mindestnutzen: du hast von Anfang an sichergestellt, dass deine Messwerte nicht zu 90% aus der Gabel statt der Suppe resultieren :)
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,

also machen wir Selbstheilungsbad und suchen uns dann das nulligste Päarchen raus. (Johannas Wortfindung)

P1160514.JPG

Töpfchen funktioniert auch. Eine Priese Salz rein streuseln und der Lichtpunkt bewegt sich sofort. Also muß ich die anderen Töpfchen am Wochenende mal suchen.

Gruß Thomas
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von Glaskocher »

Ich hänge hier einfach mal eine Zusatzidee zur Nutzung von Silbergabeln rein:

Mit einer Aludose (pfandfreie finden, Deckel ab machen) und einer Gabel läßt sich eine Art Batterie bauen, die zumindest einen kleinen niederohmigen Motor antreiben kann. Man braucht eigentlich nur Salzwasser in die Dose zu füllen und die Gabel so in die Dose einzutauchen, daß sie das Alublech nicht berührt. Der Rest ist dann Bastelei...
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von immi07 »

Hallo,

die Heilung war erfolgreich, es gibt ein 0,001 V Pärchen und alle anderen Paarungen haben unter 0,01 V

Gruß Thomas
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von mgritsch »

:thumbsup:
Schön wenn Theorie und Praxis zusammenkommen :angel:

Dann kann man ja beruhigt an die nächsten Schritte gehen.
Was plant ihr?

Btw - das „Messgabelset“ am besten weiterhin in der „Heillösung“ in Kontakt gelagert halten damit sich nichts neues aufbauen kann...
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,

ich denk mal so,
1. Kartoffelkochwasser also 1 Teelöffel Salz pro Kochtopf ergibt die Zielkonzentration - davon ins Töpfchen und Töpfchen in den dann mal in den Topf und probieren, ob man 1/4 und 1/2 Teelöffel Salz im Topf unterscheiden kann.
2. Konzentrationen am Geschmack erkennen
3. 100gKochsalz auf 1 Liter Wasser davon 100ml zu 900ml Wasser und das Ganze 5 oder 6 Mal und schaun, ob wir auf Vielfache von 59mV kommen
4. wenn man eine Formel hät, dann könnte man noch Zwischenwerte aus 3. machen

so im Groben

Gruß Thomas
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von mgritsch »

Okay, alles klar.
Ich würde empfehlen mit 3 zu beginnen - da hast du kontrollierte Bedingungen und kannst gleich prüfen ob die theoretischen 0,059V pro Faktor 10 auch praktisch einigermaßen stimmen, hast gleich eine Kalibrierung.
Zum auflösen/verdünnen nur dest. Wasser benutzen um Störungen auszuschließen!
Wenn du mit 100 g/l startest würde ich maximal 4 Verdünnungen ansetzen (10, 1, 0,1 und 0,01 g/l), alles drunter ist mit Verunreinigungen und den unvermeidlichen Fehlern bei jedem Schritt schon eher „Glaskugel“. 0,01 g/l = 10 mg/l = 10 ppm das ist schon arg wenig :)

Es ist auch zu beachten dass sehr verdünnte Lösungen sehr schlechte elektrische Leiter sind = der Widerstand steigt und somit hast du im Stromkreis dort einen Spannungsabfall und die gemessene Spannung ist kleiner. Kannst ja mal mit dem Multimeter die Ohm messen, je nach Konzentration.

Die Lösungen werden dir später auch helfen wenn du den absoluten Salzgehalt wissen willst.

Zwischenstufen: das ist einfach logarithmisch. Sprich wenn Faktor 10 bedeutet 1 x 0,059 V, dann wäre Faktor 2 zum Beispiel log10(2) x 0,059 V = 0,301 x 0,059 = 17,7 mV. Früher wo excel & co nicht Standard waren, war logarithmisches Papier noch recht verbreitet, weiß nicht ob es das noch gibt? Da kann man das gut und einfach einzeichnen.
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von immi07 »

"Papa, du kannst mit den Zahlen denken und wenn ich von Oma wieder komm machen wir weiter"

ein wenig Tabellenkalk.

x 10^x mV
0,0 1,0 0,0
0,1 1,3 5,9
0,2 1,6 11,8
0,3 2,0 17,7 bei Faktor 2 sollten 17,7 mV
0,4 2,5 23,6
0,5 3,2 29,5
0,6 4,0 35,4 bei Faktor 4 sollten 35,4 mV
0,7 5,0 41,3 bei Faktor 5 sollten 41,3 mV
0,8 6,3 47,2
0,9 7,9 53,1
1,0 10,0 59,0
1,1 12,6 64,9
1,2 15,8 70,8
1,3 20,0 76,7
1,4 25,1 82,6
1,5 31,6 88,5
1,6 39,8 94,4
1,7 50,1 100,3
1,8 63,1 106,2
1,9 79,4 112,1
2,0 100,0 118,0
3,0 1000,0 177,0

Leitungswasseranalyse 52 - 55 mg/l Chlorid
Mineralwasser (1) 4 mg/l Chlorid
Mineralwasser (2) 6 mg/l Chlorid
Kartoffelwasser 1 Liter mit 1 1/2 Teelöffel Salz 8 g entspricht 4,8 g (60 Masse-%) Chlorid

Also sollte:

Leitungswasser - Mineralwasser ca. 59 mV ergeben
Leitungswasser - Kartoffelwasser ca. 118 mV ergeben
Kartoffelwasser - Mineralwasser ca. 177 mV ergeben

Gruß Thomas
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Re: Kartoffelwassersalzgehalt-Meßprojekt

Beitrag von mgritsch »

Verlasse dich nicht zu viel auf „Soll“ Angaben bzgl Leitungswasser oder Mineralwasser wenn es um die Kalibrierung geht. Aber im Prinzip ja.

Waage und Messzylinder, dann weißt du es sicher.

Nachtrag:
Vorsicht mit zu niedriger Konzentration, siehe oben. Aber auch mit zu hoher, denn dann fallen nominelle und wirksame Konzentration auseinander (sog. „Aktivitäten“, weil die Teilchen mehr untereinander Wechselwirkung haben...)
Mineralwasser etc ist auch nicht optimal für eine Kalibrierung da es viele andere Ionen enthält die ggfs mitspielen können. Nimm wirklich nur Kochsalz und dest Wasser, das spart ein paar :wall:
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