Schmelzen und Sieden von Stoffgemischen

Stoffgemische verhalten sich beim Schmelzen oder Sieden ein wenig anderes als Reinstoffe. Die dabei auftretenden Effekte macht man sich bei verschiedenen alltäglichen Arbeiten zu nutze.

Die Schmelzpunkterniedrigung

Stoffgemische wie beispielsweise wässrige Lösungen haben einen tieferen Schmelzpunkt / Gefrierpunkt als die einzelnen Reinstoffe, welche sie enthalten. Im Winter streut man Salz auf die Straßen und Wege, damit sich kein Glatteis bildet. Obwohl durch das Lösen des Streusalz im Wasser / Eis Energie benötigt wird und dadurch die Umgebung etwas abkühlt, sinkt gleichzeitig der Gefrierpunkt. Anstelle dass das Wasser bei 0°C gefriert und Glätte entsteht, wandelt es sich beispielsweise erst bei -9°C zu Eis um. Hat die Sonne tagsüber etwas Schnee schmelzen lassen, so gefriert das Schmelzwasser abends nicht wieder auf der Straße. Auch wenn der Asphalt eine Temperatur von -5°C hat. Durch das verstreute Salz entsteht eine Streusalz-Schmelzwasser-Lösung mit einem niedrigeren Gefrierpunkt. Dieses Phänomen bezeichnet man als Schmelzpunkterniedrigung beziehungsweise als Gefrierpunkterniedrigung, wenn man sich auf wässrige Lösungen bezieht.

Die Siedepunkterhöhung

Lösungen besitzen einen höheren Siedepunkt als das reine Lösemittel. Löst man einen Feststoff in einem Lösemittel auf, so sinkt der Schmelz- bzw. Gefrierpunkt der Lösung. Wer nun erwartet, dass sich gleichzeitig auch der Siedepunkt nach unten verschiebt, der irrt sich gewaltig. Genau das Gegenteil tritt ein: Löst man einen Feststoff in einem Lösemittel auf, so ist der Siedepunkt der Lösung höher als der Siedepunkt des Lösemittels. Man bezeichnet dieses Phänomen als Siedepunkterhöhung. Beispiel: Reines Wasser siedet ( bei Normaldruck = 1 bar ) bei einer Temperatur von genau 100°C. Gibt man nun Kochsalz hinzu, so erhöht sich der Siedepunkt. Löst man beispielsweise 360 g Kochsalz in einem Liter reinem Wasser auf, so siedet diese Kochsalzlösung erst bei 106°C.

Wie groß ist dieser Effekt?

Die jeweilige Siedepunkterhöhung ergibt sich aus dem Lösemittel und dem zu lösenden Stoff. Es gilt: Je weniger Lösungsmittel oder je mehr dazu gegebenen Stoff, desto stärker steigt die Siedetemperatur an. Die Siedepunkterhöhung lässt sich berechnen. Dazu muss man nur wissen um welche Stoffe es sich handelt und wie viel man von jedem Stoff vorliegen hat. Wie man die Siedepunkterhöhung allerdings berechnet ist zum jetzigen Zeitpunkt leider zu schwer. Wer sich dennoch dafür interessiert, erfährt hier  ( immer noch vereinfacht ) mehr.
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