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Autor: Betreff: Bicarbonate (HCO3 ppm) oder Alkalinity (CaCO3 ppm)
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 7.7.2014 um 15:30  
Hallo liebe Braugemeinde,

Ich bin am Planen meines nächsten Sudes und mache mir gerade Gedanken zur Wasseraufbereitung. Dazu habe ich mich etwas mit dem EZ Water Calculator beschäftigt, den ich zum Einstellen des Maische-pHs verwenden will.

Mein Wasserversorger hat mir folgende Werte mitgeteilt:
Gesamthärte: 21,6 °dH
Gesamthärte berechnet als CaCO3: 3,9 mmol/l
Säurekapazität: 4,61 mmol/l
Chlorid: 22,5 mg/l
Sulfat: 90,4 mg/l
Calcium: 128 mg/l
Natrium: 9,2 mg/l
Magnesium: 16,0 mg/l

Der EZ Water Calculator verlangt von mir folgende Werte zum Wasserprofil:
Calcium (mg/l oder ppm)
Magnesium (mg/l oder ppm)
Natrium (mg/l oder ppm)
Chlorid (mg/l oder ppm)
Sulfat (mg/l oder ppm)
Bicarbonate (HCO3 ppm) oder Alkalinity (CaCO3 ppm)

Nun zur Frage: Wie berechne ich aus den Werten meines Wasserversorgers die Werte "Bicarbonate (HCO3 ppm)" und/oder "Alkalinity (CaCO3 ppm)"? Und was genau ist mit diesen beiden Werten gemeint?

Irgendwie stehe ich gerade auf dem Schlauch. Alles was ich mir bisher zusammengerechnet habe liefert recht fragwürdige Ergebnisse. Kann mir jemand weiterhelfen?

Vielen Dank!

Günter
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Boludo
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red_folder.gif erstellt am: 7.7.2014 um 15:48  
Wenn mich nicht alles täuscht, dann entspricht Säurekapazität 4,61 mmol/l einer Bicarbonat Konzentration von 280mg/l.
(Molare Masse Hydrogencarbonat: 61,02 g/mol, m= 4,61 mmol x 61,02 mg/mmol)
Wenn man im MMuM Wasserrechner mit beiden Werten arbeitet, rechnet er auch jedes mal die selbe Restalkalität aus, sollte also passen.

Stefan


[Editiert am 7.7.2014 um 15:51 von Boludo]
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 08:44  
Danke, Stefan! Das war auch eine der Möglichkeiten, die ich durchgerechnet habe. Allerdings stellt mich das vor folgende Frage:

Gebe ich diese Werte in den EZ Water Calculator ein, benötige ich bei meiner Schüttung für ein Kölsch und bei gegebenem Volumen von ca. 15 l für den Hauptguss ca. 5.5 ml Milchsäure, um den Maische-pH auf 5,5 zu drücken. Das passt auch zu dem, was ich mit einem anderen Rechner (Bru'n Water) ausgerechnet habe.

Gebe ich die Werte in den Rechner von MMuM ein, so erhalte ich bei gleicher Menge Milchsäure eine Restalkalität von -3,8°dH. Manche Quellen empfehlen aber, für Kölsch eine Restalkalität von <5°dH anzustreben. Auf genau 5°dH käme ich bereits mit 1 ml Milchsäure.

Klingen die Zahlen für euch einigermaßen konsistent? Wie würdet ihr bei der Wasseraufbereitung vorgehen? Eher wenig Milchsäure nahe 1 ml oder eher mehr Milchsäure nahe 5,5 ml?

Danke
Günter

EDIT: Ich habe außerdem herausgefunden, dass man den Wert für Bicarbonate Alkalinity as CaCO3 aus dem Wert Bicarbonate Alkalinity as HCO3 durch Teilen mit 1,22 (= 2*Molgewicht von HCO3/Molgewicht von CaCO3) enthält. Siehe z.B. http://www.cdph.ca.gov/certlic/drinkingwater/Documents/Drinkingwaterlabs/Al kalinityConversions.pdf. Beides also ein Wert für die Säurekapazität.


[Editiert am 8.7.2014 um 20:02 von guennik]
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 09:21  
Den EZ Rechner kenn ich nicht so gut, der berücksichtigt aber viel mehr Faktoren als der MMuM Rechner wie z.B. die Schüttung.
Welchem Rechner Du glaubst, kann ich Dir nicht sagen.
Ich wähle die RA intuitiv aus dem Bauch heraus und rechne mit MMuM.

Stefan
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 12:07  

Zitat von Boludo, am 8.7.2014 um 09:21

Ich wähle die RA intuitiv aus dem Bauch heraus und rechne mit MMuM.

Da mir aufgrund mangelnder Erfahrung noch das Bauchgefühl fehlt: Was würde denn dein Bauch in meinem Falle sagen? Welche RA würdest du einstellen? ;)
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Boludo
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 12:14  
Das kommt drauf an, was Du brauen willst bzw auf die Schüttung.

Stefan
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 12:31  
Ein Kölsch mit Schüttung

3,6 kg Pilsner Malz
0,6 kg Weizenmalz (hell)

Hauptguss 14,9 l, Nachguss 12,3 l.

Angestrebt ist eine Stammwürze von 12°P.
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Boludo
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 13:24  
Bei einem Kölsch würd ich mal RA 0 anpeilen.

Stefan
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 13:58  
Danke!
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SINS
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 15:36  
Ich braue auch mit dem Programm. Mir hat es sehr geholfen. Lass dich da mal drauf ein.
Die Schüttung mit einzuberechnen ist meiner Meinung nach der entscheidende Vorteil!


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Gut Sud, SINS.
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 16:30  
Hallo SINS,
wie hast du die "Bicarbonate Alkalinity" ermittelt? Kannst du die Formel von Boludo (s.o.) bestätigen?
Gruß
Günter
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Havana
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 17:36  
Hallo Guennik,

quäl dich mal hier durch.
Da wird Dir geholfen. :)


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Havana
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SINS
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 17:38  
Hi guennik!

Hier hab ich selbst ein paar Fragen gestellt, die dann beantwortet wurden: http://hobbybrauer.de/modules.php?name=eBoard&file=viewthre ad&tid=21111
Am Schluss gings chemisch ziemlich ans Eingemachte. Umrechnung steht auch drin.

Letztendlich habe ich mir das Programm (Excel) vorgenommen und auf deutsche Werte (Carbonathärte, EBC) umgeschrieben.

5ml Milchsäure sollten passen. Allerdings berechnet das Programm nur den Hauptguss. Der Nachguss muss eigens berechnet werden. Bei deinen hohen Werten (wie auch bei mir) ist das absolut empfehlenswert. (Hier gehen die Meinungen auseinander)...

Die restlichen Wasserwerte befinden sich im grünen Bereich.
Allerdings ist dein Chlorid/Sulfat-Verhältnis sehr unausgewogen. Salze hier mit CaCl auf.
Dadurch ist dein Calcium-Anteil nicht mehr ganz im optimalen Bereich. Aber immernoch besser als kratzig! -> Das war meine Wende!


[Editiert am 8.7.2014 um 17:43 von SINS]



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Gut Sud, SINS.
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 18:27  
Vielen Dank für den Link, SINS und Havana, werde mir den Thread heute Abend in Ruhe durchlesen. Vor der Chemie habe ich keine Angst. ;)

Was das Clorid/Sulfat-Verhältnis angeht dachte ich eher an NaCl anstatt CaCl2. Natrium ist bei mir eh recht niedrig. Oder spricht etwas anderes dagegen?
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SINS
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red_folder.gif erstellt am: 8.7.2014 um 20:23  
NaCl: Gute Idee! Sollte aber ohne Zusatz (Fluor) sein.
Wie berechnest Du das?


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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 9.7.2014 um 00:41  
Über die Molmassen von Na, Cl und NaCl. Diese sind:

Na: 22,99 g/mol
Cl: 35,45 g/mol
NaCl: 58,44 g/mol

Angenommen ich möchte den Cl-Anteil um 70 mg/l erhöhen, dann wäre mein Chlorid/Sulfat-Verhältnis ungefähr ausgewogen. Dann rechne ich 70 mg/l / 35,45 mg/mmol = 1,97 mmol/l. Das Ergebnis multipliziert mit 58,44 mg/mmol ergibt 115,39 mg/l NaCl oder bei einem Hauptgussvolumen von 15 l ca. 1,7g Salz. Der Na-Anteil wird dabei um 45,39 mg/l erhöht, ist also noch im Rahmen.

Oder ich gebe es in den Rechner von MMuM oder den von Bru'n Water ein. ;)


[Editiert am 9.7.2014 um 08:04 von guennik]
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olibaer
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red_folder.gif erstellt am: 10.7.2014 um 11:47  
Hallo Günter,


Zitat von guennik, am 8.7.2014 um 16:30
Kannst du die Formel von Boludo (s.o.) bestätigen? (->Boludo: dann entspricht Säurekapazität 4,61 mmol/l einer Bicarbonat Konzentration von 280mg/l.)
Gruß
Günter

Die Formel ist korrekt. Ich habe die Werte aus Deiner Analyse mal in meinen Rechner geklopft(gelb, der Rest wird vom Tool berechnet)) und das Ergebnis für HCO3- (Gesamtalkalität) kannst Du in der Spalte mg/l ablesen(grün)


Hinweis:
Die Bezeichnung Bicarbonate für HCO3- ist veraltet. Besser ist die es die Bezeichnung Hydrogencarbonat-Ion oder einfach Hydrogencarbonat zu verwenden.


Zitat von guennik, am 8.7.2014 um 08:44

Gebe ich diese Werte in den EZ Water Calculator ein, benötige ich bei meiner
Schüttung für ein Kölsch und bei gegebenem Volumen von ca. 15 l für den
Hauptguss ca. 5.5 ml Milchsäure, um den Maische-pH auf 5,5 zu drücken.
Das passt auch zu dem, was ich mit einem anderen Rechner (Bru'n Water) ausgerechnet habe.

Gebe ich die Werte in den Rechner von MMuM ein, so erhalte ich bei gleicher Menge Milchsäure eine
Restalkalität von -3,8°dH. Manche Quellen empfehlen aber, für Kölsch eine Restalkalität
von <5°dH anzustreben. Auf genau 5°dH käme ich bereits mit 1 ml Milchsäure.
Gruß
Günter

Die Berechnung mit dem MMuM Rechner sind korrekt, da dort eine 80% Milchsäure in der Auswahl voreingestellt ist. Gibts Du 5,5 ml Milchsäure 80% in 15 L Wasser, redzuzierst Du damit die Restalkalität RA °dH um 11 °dH:
7,2 - 11 = - 3,8 RA °dH.


Zitat von guennik, am 8.7.2014 um 18:27

Was das Clorid/Sulfat-Verhältnis angeht dachte ich eher an NaCl anstatt CaCl2. Natrium ist bei mir eh recht niedrig. Oder spricht etwas anderes dagegen?


Zitat von guennik, am 9.7.2014 um 00:41

Angenommen ich möchte den Cl-Anteil um 70 mg/l erhöhen, dann wäre mein Chlorid/Sulfat-Verhältnis ungefähr ausgewogen. Dann rechne ich 70 mg/l / 35,45 mg/mmol = 1,97 mmol/l. Das Ergebnis multipliziert mit 58,44 mg/mmol ergibt 115,39 mg/l NaCl oder bei einem Hauptgussvolumen von 15 l ca. 1,7g Salz. Der Na-Anteil wird dabei um 45,39 mg/l erhöht, ist also noch im Rahmen.

Durch die Aktion mit NaCl (1,7 g NaCl auf 15 L) erhöht sich Dein Chlorid-Anteil in der Summe auf beinahe 100 mg/L was deutlich zu viel ist(Korrosion). Ich würde anstatt der 1,7 g NaCl lieber 1,7 g CaCl2 6 Hydrat nehmen. Damit erhöt sich Dein Chlorid um 38 mg/L und Dein Calcium um 21 mg/L flankierend sinkt die RA °dH im 1. Der positive Effekt auf das Chlorid/Sulfat-Verhältnis ist zwar nicht so deutlich wie bei der Aufsalzung mit NaCl, was meiner Ansicht aber auch nicht weiter tragisch ist. Dieser Teil der Wasseranalyse(Chlorid/Sulfat-Verhältnis) wird gerade in Hobbybrauerkreisen deutlich überbewertet. NaCl ist aus Sicht des Brauwassers ein Bittersalz, vergleichbar mit MgSO4 und ist damit der Qualität desselben wenig zuträglich.

Gruß
Oli


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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 10.7.2014 um 16:56  
Hallo Oli,


Zitat von olibaer, am 10.7.2014 um 11:47
Hallo Günter,


Zitat von guennik, am 8.7.2014 um 16:30
Kannst du die Formel von Boludo (s.o.) bestätigen? (->Boludo: dann entspricht Säurekapazität 4,61 mmol/l einer Bicarbonat Konzentration von 280mg/l.)
Gruß
Günter

Die Formel ist korrekt. Ich habe die Werte aus Deiner Analyse mal in meinen Rechner geklopft(gelb, der Rest wird vom Tool berechnet)) und das Ergebnis für HCO3- (Gesamtalkalität) kannst Du in der Spalte mg/l ablesen(grün)


Vielen Dank für die Bestätigung!


Zitat von olibaer, am 10.7.2014 um 11:47
Hallo Günter,

Zitat von guennik, am 8.7.2014 um 18:27

Was das Clorid/Sulfat-Verhältnis angeht dachte ich eher an NaCl anstatt CaCl2. Natrium ist bei mir eh recht niedrig. Oder spricht etwas anderes dagegen?


Zitat von guennik, am 9.7.2014 um 00:41

Angenommen ich möchte den Cl-Anteil um 70 mg/l erhöhen, dann wäre mein Chlorid/Sulfat-Verhältnis ungefähr ausgewogen. Dann rechne ich 70 mg/l / 35,45 mg/mmol = 1,97 mmol/l. Das Ergebnis multipliziert mit 58,44 mg/mmol ergibt 115,39 mg/l NaCl oder bei einem Hauptgussvolumen von 15 l ca. 1,7g Salz. Der Na-Anteil wird dabei um 45,39 mg/l erhöht, ist also noch im Rahmen.

Durch die Aktion mit NaCl (1,7 g NaCl auf 15 L) erhöht sich Dein Chlorid-Anteil in der Summe auf beinahe 100 mg/L was deutlich zu viel ist(Korrosion). Ich würde anstatt der 1,7 g NaCl lieber 1,7 g CaCl2 6 Hydrat nehmen. Damit erhöt sich Dein Chlorid um 38 mg/L und Dein Calcium um 21 mg/L flankierend sinkt die RA °dH im 1. Der positive Effekt auf das Chlorid/Sulfat-Verhältnis ist zwar nicht so deutlich wie bei der Aufsalzung mit NaCl, was meiner Ansicht aber auch nicht weiter tragisch ist. Dieser Teil der Wasseranalyse(Chlorid/Sulfat-Verhältnis) wird gerade in Hobbybrauerkreisen deutlich überbewertet. NaCl ist aus Sicht des Brauwassers ein Bittersalz, vergleichbar mit MgSO4 und ist damit der Qualität desselben wenig zuträglich.

Mein Plan war es, möglichst an ein Ionenprofil ranzukommen, das typisch für ein Kölsch ist. Was ich im Internet dazu gefunden habe, entspricht u.a. und sehr grob einem "ausgewogenen" Chlor/Sulfat-Verhältnis, bei dem beiden Komponenten in einer Konzentration zwischen 70 und 100 mg/l vorliegen. Insofern stellt sich mir die Frage, ob sich meine angestrebte Cl-Konzentration von ca. 90 mg/l durch Korrosion wirklich schon negativ bemerkbar macht. Wenn ja, würde ich das geschmacklich erkennen? Wie? Oder geht dadurch die Anlage kaputt?

Gruß und nochmals Danke!
Günter

EDIT: Schreibfehler


[Editiert am 10.7.2014 um 18:55 von guennik]
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guennik
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red_folder.gif erstellt am: 11.7.2014 um 09:31  
Nachtrag zum Thema Korrosion: Habe kurz zum Thema Chlorid und Korrosion gegoogelt. Wenn ich es richtig verstehe wird dadurch Edelstahl angegriffen. Irgendwo im Forum habe ich gelesen, dass eine Konzentration von 100 mg/l nicht überschritten werden sollte. Woher die Zahl kommt und wie fundiert diese ist weiß ich nicht.

Bei John Palmer in "How to brew" habe ich zu dem Thema nur etwas im Zusammenhang mit Reinigungstechniken gelesen, bei denen Bleiche verwendet wird. In diesen Fälle dürfte die Chlor-Ionen-Konzentration aber weitaus höher sein. Für Brauwasser gibt er eine maximale Konzentration von 250 ppm an.


[Editiert am 11.7.2014 um 14:51 von guennik]
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Boludo
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red_folder.gif erstellt am: 11.7.2014 um 10:05  

Zitat von guennik, am 11.7.2014 um 09:31
Nachtrag zum Thema Korrosion: Habe kurz zum Thema Chlor und Korrosion gegoogelt. Wenn ich es richtig verstehe wird dadurch Edelstahl angegriffen. Irgendwo im Forum habe ich gelesen, dass eine Konzentration von 100 mg/l nicht überschritten werden sollte. Woher die Zahl kommt und wie fundiert diese ist weiß ich nicht.

Bei John Palmer in "How to brew" habe ich zu dem Thema nur etwas im Zusammenhang mit Reinigungstechniken gelesen, bei denen Bleiche verwendet wird. In diesen Fälle dürfte die Chlor-Konzentration aber weitaus höher sein. Für Brauwasser gibt er eine maximale Konzentration von 250 ppm an.


Bitte verwechsle nicht Chlor mit Chlorid!
Beides sind natürlich Chloratome, aber elementares Chlor hat komplett andere Eigenschaften wie ein Chlorid Ion.

Stefan


[Editiert am 11.7.2014 um 10:06 von Boludo]
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red_folder.gif erstellt am: 11.7.2014 um 12:12  

Zitat von Boludo, am 11.7.2014 um 10:05

Zitat von guennik, am 11.7.2014 um 09:31
Nachtrag zum Thema Korrosion: Habe kurz zum Thema Chlor und Korrosion gegoogelt. Wenn ich es richtig verstehe wird dadurch Edelstahl angegriffen. Irgendwo im Forum habe ich gelesen, dass eine Konzentration von 100 mg/l nicht überschritten werden sollte. Woher die Zahl kommt und wie fundiert diese ist weiß ich nicht.

Bei John Palmer in "How to brew" habe ich zu dem Thema nur etwas im Zusammenhang mit Reinigungstechniken gelesen, bei denen Bleiche verwendet wird. In diesen Fälle dürfte die Chlor-Konzentration aber weitaus höher sein. Für Brauwasser gibt er eine maximale Konzentration von 250 ppm an.


Bitte verwechsle nicht Chlor mit Chlorid!
Beides sind natürlich Chloratome, aber elementares Chlor hat komplett andere Eigenschaften wie ein Chlorid Ion.

Stefan


Hallo Stefan,

Man entschuldige mir als Nicht-Chemiker diese Ungenauigkeit. Ich habe den Beitrag oben korrigiert. Wenn mich nicht alles täuscht müsste man ganz korrekterweise von Chlorid-Ionen (oder auch Chlor-Ionen) reden, denn Chlorid ist kein Atom sondern eine Verbindungen des chemischen Elementes Chlor und damit ein Molekül. ;)

Mehr interessieren würde mich die praktischere Aspekte. Sind Korrosions-Probleme tatsächlich schon ab einer Chlorid-Ionen-Konzentration von 100 mg/l zu erwarten oder ist das eher ein Mythos?

Gruß
Günter
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Zitat von guennik, am 11.7.2014 um 12:12
Wenn mich nicht alles täuscht müsste man ganz korrekterweise von Chlorid-Ionen (oder auch Chlor-Ionen) reden, denn Chlorid ist kein Atom sondern eine Verbindungen des chemischen Elementes Chlor und damit ein Molekül. ;)


:o
Genau anders rum, Chlor ist ein Molekül aus zwei Chloratomen, Chlorid ist ein geladenes Chloratom, das ein Elektron zu viel hat.


Stefan
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red_folder.gif erstellt am: 11.7.2014 um 12:22  
Dann solltest du den Wikipedia-Artikel zu Chloride mal auf den aktuellen Stand bringen. ;)

EDIT: Wie gesagt, das ist mir eigentlich gar nicht so wichtig. Namen sind Schall und Rauch. Ich glaube in meinem Fall wird aus dem Kontext klar, was gemeint ist. ;)


[Editiert am 11.7.2014 um 12:27 von guennik]
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red_folder.gif erstellt am: 11.7.2014 um 12:30  
Natürlich geht Chlorid eine Verbiundung mit positiv geladenen Ionen ein, aber nicht mit einem anderen negativ geladenen Chloridion.
Es ist damit kein Molekül sondern ein Salz, da die Bindung nicht kovalent ist, aber egal.
Lassen wir den Chemieunterricht, wir wollen hier ja über Bier reden ;)

Stefan


[Editiert am 11.7.2014 um 12:32 von Boludo]
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Zitat von Boludo, am 11.7.2014 um 12:30
Natürlich geht Chlorid eine Verbiundung mit positiv geladenen Ionen ein, aber nicht mit einem anderen negativ geladenen Chloridion.
Es ist damit kein Molekül sondern ein Salz, da die Bindung nicht kovalent ist, aber egal.

Salz ist (wegen der ionischen Verbindung) kein Molkekül, einverstanden. Was die Definition der Begriffe "Chlor" und "Chlorid" angeht müsstest du noch etwas Überzeugungsarbeit leisten, aber solche Diskussionen würde ich lieber irgendwann mal in aller Ruhe bei einem Glas Bier führen anstatt diesen Thread dafür zu missbrauchen. ;)


Zitat von Boludo, am 11.7.2014 um 12:30

Lassen wir den Chemieunterricht, wir wollen hier ja über Bier reden ;)

Genau :)
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